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Confiner la radioactivité



Trois barrières ...

L'un des enjeux majeurs de la sûreté des installations nucléaires est de maîtriser en toutes circonstances le confinement de la radioactivité.

C'est avant tout contre une dispersion accidentelle des produits radioactifs dans l'environnement qu'il faut se prémunir. Pour cela, la méthode consiste à surveiller très étroitement les trois barrières qui, en fonctionnement normal, s'interposent entre ces produits dangereux et l'atmosphère :

La première barrière
La première barrière contre la dissémination des produits radioactifs est constituée par la gaine enrobant le combustible. Certains éléments étant gazeux ou rendus volatils par la chaleur, un volume d'expansion est prévu dans le haut de la gaine pour éviter des surpressions. D'autres radioéléments, comme le plutonium, restent piégés dans les pastilles d'oxyde d'uranium. La gaine en zirconium ou en alliage de zirconium, transparente aux neutrons, assure un excellent confinement de la radioactivité malgré les conditions de température et de pression. Une petite fraction de la radioactivité passe cependant dans l'eau primaire.
IN2P3

1 : La première barrière est constituée par la gaine qui enveloppe les crayons de combustible, plus de 40 000 dans le cœur d'un REP. Les produits radioactifs générés dans les pastilles de combustible sont retenus à l'intérieur du gainage. Le gainage n'est pas toujours parfaitement étanche. Plus que quelques fuites légères et sans conséquences notables, on redoute avant tout une rupture, voire même une fusion, d'un nombre important de gaines provoquée par une mauvaise évacuation de la chaleur. D'où l'importance attachée au bon refroidissement du cœur du réacteur.

La seconde barrière
La seconde barrière est constituée par l'enceinte de la cuve du réacteur et des générateurs de vapeur à l'intérieur de laquelle circule l'eau primaire sous pression. L'éclaté du générateur de vapeur montre l'eau primaire baignant les tubes du circuit secondaire. Le confinement de la radioactivité passée dans l'eau primaire est assurée par les parois de la cuve du réacteur et de celles, externes et internes, des générateurs.
EDF/Electra

2 : L'enceinte du circuit primaire : Les crayons combustibles baignent dans l'eau primaire qui circule en circuit fermé entre le cœur et les boucles des générateurs de vapeur : Le circuit primaire constitue une deuxième enveloppe capable de retenir la dispersion des produits radioactifs contenus dans le combustible si les gaines étaient défaillantes.

La troisième barrière
La troisième barrière est constituée par l'enceinte du bâtiment réacteur. L'enceinte est maintenue en dépression, ce qui évite que la radioactivité qui serait présente dans le bâtiment réacteur s'échappe à l'extérieur. Il faut veiller à isoler les traversées. C'est la bonne tenue de cette enceinte qui a permis d'éviter la dispersion de matières radioactives dans le cas du grave accident de Three Mile Island en 1979. La vignette représente l'intérieur de l'enceinte.
COGEMA et EDF/Electra

3 : L'enceinte de confinement : elle est constituée par le grand bâtiment cylindrique qui abrite le circuit primaire, bâtiment conçu pour assurer la meilleure étanchéité possible. Les traversées de tuyauteries et de circuits électriques ainsi que les portes pour l'accès du personnel et l'introduction de matériels sont isolées pour garantir le confinement de l'enceinte en cas de fuite simultanée des première et seconde barrières.

De nombreux dispositifs de sécurité ont été conçus pour assurer le confinement de la radioactivité dans le cas des pires scénarios de défaillance des barrières. La sûreté des centrales nucléaires est en particulier fondée sur la philosophie de la défense en profondeur : des niveaux multiples de protections, comprenant les barrières que nous venons de décrire, ramènent à un niveau extrêmement faible la probabilité qu'un accident puisse avoir des répercussions à l'extérieur de la centrale. Chaque dispositif de sécurité, considéré a priori comme vulnérable, doit être protégé par un autre dispositif indépendant.

Le principe de défense en profondeur intervient à tous les stades de la vie d'une centrale, de sa conception, sa réalisation à la phase d'exploitation.

SUITE : Refroidissement du combustible, Arrêt du réacteur, Entretien des réacteurs


Voir aussi :

L'échelle INES