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Essais nucléaires et accidents



L'héritage des essais nucléaires et d'accidents

Essai souterrin en Polybésie française
L'un des derniers essais nucléaires souterrains français vers 1995. L'eau du lagon de l'atoll de Mururoa en Polynésie subit l'onde de choc provenant du sous-sol. Contrairement aux essais atmosphériques ou à un accident grave de réacteur, les essais souterrains ne relâchent pas directement de matières radioactives. La radioactivité reste en principe confinée en profondeur, mais des contaminations peuvent apparaitre en surface si la roche est fissurée
CEA/DAM

Une faible partie de la radioactivité aujourd'hui présente dans l'environnement est due à des rejets importants de matières radioactives survenus dans le passé. Ces rejets ont l'Homme pour origine. Certains étaient voulus : ce sont les rejets à l'air libre de matières radioactives lors des essais de bombes atomiques et thermonucléaires des années 1950 et 1960. Les autres, involontaires, sont dus à de graves accidents dont les principaux sont ceux de Tchernobyl en 1986 et de Fukushima en 2011.

Durant ce demi-siècle de dissuasion feutrée que fut la guerre froide, l'arme nucléaire, symbole de puissance, fut l'outil de cette dissuasion. Les grandes puissances procédèrent à de nombreux essais de bombes atomiques et de bombes H. Au début de la guerre froide, les essais se sont effectués à l'air libre, en principe loin des lieux habités. Les États-Unis ont longtemps procédé à des essais dans le désert du Nevada, puis sur des atolls du Pacifique. Le plus célèbre a été celui de Bikini qui avait été vidé de ses habitants. La France a utilisé pour ses premiers essais en 1959-60, le pas de tir de Reggane dans le Sahara, les Anglais des déserts australiens, et les chinois le désert de Gobi. Ces essais atmosphériques se sont arrêtés en 1981. Ils sont maintenant interdits par des traités.

Les essais atmosphériques ont libéré des poussières radioactives emportées par les vents qui se sont dispersées sur l'ensemble du globe. Elles ont donné lieu à une exposition des populations et à une contamination de la chaîne alimentaire par certains radioéléments. Cependant, compte tenu de leur période radioactive, la plupart d'entre eux ont complètement disparu. Subsistent essentiellement le césium-137 (période 30 ans), le strontium 90 (28,6 ans) et à un moindre degré du krypton-85 (un gaz noble de période 10,7 ans) et du tritium (période 12,3 ans). On retrouve encore des traces faibles mais significatives d’américium-241. Cet élément, qui lui n’a pas été dispersé lors de l’accident de Tchernobyl, est une signature de ces essais effectués il y a maintenant longtemps.

Les essais nucléaires souterrains ont été moins polluants, les produits de fission étant en principe confinés sous terre. Mais il existe un risque que par des fissures et l'action de l'eau, certains remontent à la surface. La France a effectué son dernier essai souterrain en 1995 sur l'atoll de Mururoa. Des essais nucléaires ont été effectués encore en 1999 par l'Inde et le Pakistan.

Fissions récentes ou anciennes ...
Les produits radioactifs relâchés par une bombe atomique et lors d'un accident de réacteur sont différents. Lors d'une explosion atomique, la fission vient de se produire : des fragments frais sont relâchés. Ces fragments sont extraordinairement radioactifs en raison de périodes très courtes, comme ceux des deux cascades de désintégrations de la figure. Lors d'un accident de réacteur, la plupart des fissions sont vieilles de plusieurs mois ou années. Les noyaux radioactifs subsistants proviennent des radioéléments qui vivent longtemps comme le strontiun-90 de la cascade du bas dont la période est de 29 ans.
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Une catastrophe comme l'explosion de la centrale nucléaire de Tchernobyl en 1986 a libéré une importante quantité de produits radioactifs à proximité d'une grande ville. La nature des retombées de Tchernobyl s'apparente à celle d'un essai atomique atmosphérique. Les ukrainiens et biélorusses ont été de loin les plus exposés. Dans les premiers jours après l'accident, l’exposition la plus dangereuse a été due à un isotope de l’iode de courte durée de vie , l’iode-131. Après la disparition de ce dernier, le principal héritage est la contamination due aux dépôts de césium-137.

Evolution de l'iode et du césium de Tchernobyl
Cette courbe montre l'évolution de l'activité des deux principaux rejets radioactifs de Tchernobyl, l'iode-131 et le césium-137. On voit l'effet des périodes très différentes sur l'évolution de cette activité maintenant dispersée. Du fait de sa courte période de 8 jours, l'iode a été très actif et a prédominé dans les premiers temps, mais a disparu au bout de 3 mois. Le césium est moins actif, en raison de sa période de 30 ans, mais il n'a encore qu'à peine décru depuis l'accident. (NB : Des échelles logarithmiques sont utilisées pour représenter les très grandes variations d'activité et la grande échelle des temps).
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Pour un pays comme la France, les effets ont été très atténués par la distance. Divers mécanismes ont pu concentrer toutefois la radioactivité localement. Une concentration fut observée, en France après l’accident dans les massifs du Mercantour et des Ecrins dans les Alpes du Sud. Les Alpes ont été davantage contaminés, car le relief a intercepté le nuage, qui se situait à une altitude de 1500-3000 mètres. Des pluies lessivèrent ensuite l’atmosphère. Des atomes de césium, s'accumulèrent en contrebas à la suite du ruissellement des eaux, contribuant à des accumulations locales de radioactivité.