J'ai retrouvé la vue éclatée du bâtiment réacteur du palier P4 : paluel 1 à 4 et Flamanville 1 & 2
Amicalement

Spoiler:

Merci à vous deux pour ces documents forts intéressants.
C'est vrai qu'avec ce qui se passe malheureusement au Japon , il y a de quoi être très inquiet ....

Intéressant vos interventions à vous deux DANIEL "S" , avec un salut amical à Daniel BONNERUE , cher collègue de l' Amicale .
André .

Comme toujours des schémas simples et clairs comme ceux de Daniel BONNERUE valent tous les discours, les vues éclatées de WACHE sont très bien aussi car très complètes ! Merci à vous pour ces explications remises en mémoire par des spécialistes et encore :
Nous croisons les doigts pour que le pire n'arrive pas, si faible et si tenu que soit cet espoir....

Bien que légendé en anglais, ce schéma d'une centrale nucléaire à eau bouillante japonaise, telle celles qui posent problème en ce moment, est très explicite sur les phases qui peuvent mener à une catastrophe du même ordre que celle survenue à Tchernobyl.


1 • Le manque d'eau dans le cœur du réacteur commence à découvrir les barres de combustible qui surchauffent en partie haute. L'eau étant un modérateur, son manque fait grimper l'activité neutronique.
2 • Le niveau d'eau continue à descendre accélérant les échanges neutroniques augmentant ainsi la température dans le cœur du réacteur. L'échauffement des barres de combustible dans leur partie émergée accélère l'évaporation de l'eau qui n'est plus renouvelée. La température de la partie émergée des barres fait gonfler les pastilles de combustible et commence à déformer leurs gaines.
3 • Il n'y a plus d'eau dans le réacteur. Le Zirconium constituant les gaines des barres va fondre vers 2000° C et les pastilles de combustible, soit celles en oxyde d'Uranium, soit celle en MOX (qui contient du Plutonium), vont fondre vers 3000° C. Il y a dégagement de gaz radioactifs dont de l'hydrogène hautement explosif a ces températures. Le cœur du réacteur commence à fondre et forme le corium qui s'accumule au fond de l'enveloppe d'acier du réacteur qu'il commence à percer.
4 • Le corium perce la première enceinte de confinement en béton du réacteur et détruit les mécanismes de commande des barres modératrice contenant notamment du ₁₀Bore, supprimant ainsi une possibilité de freiner les échanges neutroniques..
5 • le corium se répand dans la seconde enceinte de confinement en béton provoquant une explosion nucléaire avec un fort dégagement de rayonnement radioactif et en répandant des particules de radio-nucléides dans l'atmosphère : c'est la catastrophe.

Dans le forum HISTOIRES ET HISTOIRE, vous devriez retrouver le sujet LA PROPULSION NUCLÉAIRE DES NAVIRES que j'avais proposé il y a deux ou trois ans. Il contient des explications, des schémas et des animations permettant de comprendre le fonctionnement des réacteurs de fission à eau pressurisée (REP), les seuls que nous utilisons en France. Qu'il s'agisse d'un réacteur nucléaire à eau bouillante (REB) ou d'un réacteur à eau pressurisée (REP), le fonctionnement interne est strictement le même, seule la méthode de production de vapeur diffère.

Merci Daniel,
pour tous tes schémas , photos, aides pédagogiques et explications toutes limpides, elles m' ont servi à expliquer à mon entourage les différences entre nos centrales et celles à eau bouillante des japonais
Pour Tinto
Toute ma sympathie aux techniciens japonais que tu peux côtoyer

Merci Daniel pour tes schémas et explications.

Entre les becquerels, les millisieverts par heure, les grays et autres curies, il est parfois difficile de s'y retrouver.

Activité. Cette grandeur représente le nombre de désintégrations par seconde au sein d'une matière radioactive. La désintégration est la destruction du noyau d'un élément chimique qui se transforme en d'autres éléments de masse atomique plus faible, avec libération d'énergie sous forme de radiations.

L'activité peut être exprimée en curie (Ci), mais l'unité la plus communément utilisée est le becquerel (Bq). Equivalence : 1 Bq=27 picocuries (27 millionième de millionième de curie). Pour déterminer un niveau de contamination interne, on rapporte l'activité à la masse ou au volume considéré (Bq/kg ou Bq/l). Par exemple, au Japon, la limite autorisée d'iode 131 dans l'eau de boisson est de 100 Bq/kg (ou par litre, puisque un litre d'eau a une masse de 1 kg).

Dose absorbée. C'est la quantité d'énergie communiquée à la matière par unité de masse, exprimée en gray (Gy) ou en rad. Equivalence : 1 Gy=1 joule/kg=100 rad. Cette grandeur ne prend pas en compte l'effet biologique, qui est différent selon le type de rayonnement ionisant.

Ainsi, les particules alpha et bêta ont un pouvoir de pénétration très faible dans l'air – une feuille de papier peut stopper des noyaux d'hélium, une feuille d'aluminium des électrons – mais ils peuvent avoir un impact au contact des cellules en cas d'ingestion ou d'inhalation. Les rayonnements X et gamma se propagent à plusieurs centaines de mètres et il faut de fortes épaisseurs de plomb et de béton pour s'en protéger.

Equivalent de dose. Pour la protection des personnes (radioprotection), c'est la grandeur utilisée pour tenir compte de la différence d'effet biologique des divers rayonnements, évoquée ci-dessus. Il est exprimé en sievert (Sv) et plus rarement en rem (1 Sv=100 rem).

En pratique, on s'exprime en débit d'équivalent de dose (en sievert par heure, par exemple) pour définir des limites d'exposition. Ainsi en France, pour le public, la limite est fixée à un millième de sievert par an (un millisievert par an, 1 mSv/an), tandis qu'elle est de 20 mSv/an pour les travailleurs sous rayonnement ionisant (industrie nucléaire, radiologie médicale…). A Fukushima, un débit d'équivalent de dose de 400 mSv/h a été enregistré sur le site.

Demi-vie ou période. Cela désigne la durée nécessaire pour qu'un radioélément perde la moitié de sa radioactivité. Pour l'iode 131, elle est de 8 jours, et de 30,2 ans pour le césium 137, principaux corps radioactifs émis dans le panache de Fukushima à ce jour. Le plutonium 239 a une demi-vie de 24 110 ans. On estime généralement qu'il faut dix périodes pour que la concentration devienne négligeable – cela correspond à une division par 1024 de la radioactivité.

Il faut bien sûr tenir compte, dans cette appréciation, de la concentration initiale. Pour l'iode, la contamination peut avoir quasiment disparu en 80 jours, mais il faut attendre 300 ans pour le césium et 240 000 ans pour le plutonium 239. Chez l'animal, la période peut être plus courte, car certains radioéléments peuvent être éliminés par les voies naturelles. Dans le bétail, la concentration en césium décroît de moitié en 70 jours, il en subsiste donc 1000 fois moins en environ deux ans.

Rappel sur les facteurs multiplicateurs : 1 kilo (k) = 1.000.000 milli (m) = 1.000.000.000 micro (µ).

Hervé Morin

il n'en reste pas moins vrai que les taux de radiations admissibles ne sont pas les mêmes de partout dans le monde. Ce qui est admissible ici, ne le sera pas la-bas.
Souhaitons qu'un jour, nous arriverons à quelque chose.

Merci Daniel pour ces précisions.
Quand j'écouterai les ministres en parler en connaisseurs, je me sentirai moins bête.

Dernière chose, autant je comprends la force d'un champ magnétique pourtant invisible, mais matérialisable, mais je n'arrive pas à assimiler ce qu'est exactement une radiation.

Les radiations sont la conséquence de particules qui sont éjectées à grande vitesse et à grande énergie, soit du noyau instable d'isotopes d'éléments constituant la matière (exemple : l'Uranium 238 [₂₃₈U], l'Uranium naturel étant ₉₂U), soit à la suite d'une réaction nucléaire. Ces particules se comportent alors comme de minuscules projectiles qui peuvent notamment détruire des tissus humains, surtout qu'en général elles sont éjectées en très grand nombre.

Les barres de combustible dans un cœur de réacteur nucléaire émettent toutes sortes de particules, mais surtout des neutrons énergétiques, c'est ce qui provoque l'élévation de la température. Pour «domestiquer» le système, on utilise des modérateurs et l'eau en est un. Mais on utilise également des matériaux, tel l'isotope 10 du Bore (₁₀B), qui à l'état initial est du ₅B (noyau de l'atome composé de 5 protons et nuage électronique composé de 5 électrons en 2 couches, mais n'existant pas à l'état naturel, pas plus que le Plutonium d'ailleurs). Le ₁₀B a la propriété d'être un piège à neutrons. Il existe d'autres matériaux qui ont les même propriétés.

Merci Daniel.

Merci Daniel pour ces précisions sur l 'atome et ses dérivés .

merci daniel pour tes explications

Merci Daniel de rafraichir ma mémoire. A l'époque de mon BS nous avions eu quelques conférences à ce sujet. mais le temps de mon BS est vieux , comme le bonhomme d'ailleurs, et mes très faibles connaissances en la matière se sont rapidement diluées, beaucoup plus rapidement que les retombées radioactives.
Ton rafraichissement est le bienvenu et de circonstance.
A+...

Une très forte radioactivité a été mesurée dimanche dans une nappe d'eau échappée du réacteur 2 de la centrale accidentée de Fukushima (nord-est du Japon), forçant le personnel à reporter les opérations de pompage, a annoncé l'opérateur du site.

Le taux mesuré dans des échantillons de cette eau retrouvée au sous-sol de la salle de la turbine située derrière le réacteur est de 1.000 millisieverts par heure, a déclaré à l'AFP un porte-parole de la société Tokyo Electric Power (Tepco).

Tous les médias japonais ont mis en exergue les propos de Tepco parlant d'un niveau "10 millions de fois plus élevé" que la normale, donnant l'impression que le taux de radioactivité à Fukushima avait littéralement explosé.

En fait, l'opérateur de la centrale a expliqué qu'il avait simplement fait une comparaison avec le taux normal de l'eau dans un réacteur en bon état et que cela signifiait que le combustible dans le coeur du réacteur avait probablement subi des dommages lors d'un début de fusion survenu juste après le séisme et le tsunami du 11 mars.

"C'est une manière maladroite de présenter les choses", a estimé Olivier Isnard, expert de l'Institut français de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN). "Parler de millions de fois supérieur à la normale, c'est plus vendeur que de donner des chiffres bruts."

Des taux de radioactivité de plusieurs centaines de millisieverts par heure ont déjà été détectés autour des réacteurs endommagés de la centrale, imposant l'évacuation temporaire des ouvriers.

"A ce niveau de 1.000 millisievert par heure, un travailleur qui y passe une heure s'expose à des effets certains sur la santé", a expliqué cet expert.

Jeudi, trois ouvriers, chaussés seulement de bottines en caoutchouc, ont été irradiés en marchant dans une flaque d'eau très fortement radioactive lors d'une intervention dans la salle de la turbine du réacteur 3, où le niveau de radiation était de 180 millisieverts par heure. Deux ont dû être hospitalisés avec des brûlures aux pieds.

Ce niveau est monté à 750 millisieverts, a-t-on appris dimanche.

Quelque 500 techniciens, pompiers et militaires travaillent jour et nuit à Fukushima Daiichi (Fukushima N°1) pour tenter de refroidir les réacteurs afin d'éviter une catastrophe nucléaire.

Les personnes exposées dans un temps très court à une dose cumulée de plus de 1 sievert (1.000 millisieverts) peuvent souffrir d'effets nocifs quasi immédiats (diminution du nombre de globules blancs et de plaquettes sanguines, nausées et vomissements..). A 5 sieverts, 50% des patients irradiés décèdent dans les semaines suivantes.

"Ce niveau de radioactivité (de 1.000 millisieverts) est juste une preuve directe que le coeur du réacteur a fondu", a indiqué M. Isnard. "Mais l'eau contaminée va être très difficile à traiter, car on ne peut pas la mettre dans des camions-citernes et tant qu'elle est là, le travail ne peut pas reprendre", a-t-il poursuivi.

Selon lui, le niveau élevé de radioactivité dans la mer est un indicateur que cette eau polluée a déjà "commencé à s'échapper".

Tepco a annoncé que les relevés effectués samedi sur des échantillons d'eau de mer prélevés à 300 mètres au sud du réacteur 1 montraient une présence d'iode radioactif 1.850 plus élevée que la normale. Ce taux était dix fois moins élevé en début de semaine.


Il est malheureusement fort probable que nous soyons confrontés à un catastrophe nucléaire du même type que celle de Tchernobyl, mais avec cette fois plusieurs réacteurs concernés. La solution sera certainement de construire des «sarcophages» pour contenir la radioactivité pendant des centaines voire des milliers d'années.

Schéma animé simplifié montrant l'effet d'une barre de contrôle (exemple : alliage pouvant contenir du Bore 10) entre deux barres de combustible à base d'uranium enrichi ou de MOX. Lorsque les barres de combustibles sont directement en vis-à-vis, une activité neutronique intense règne qui les chauffe. Dès qu'on insère entre eux une barre de contrôle (modérateur absorbeur de neutrons), leur température baisse. Sur le schéma les barres de combustible sont entièrement plongés dans l'eau, elle même modératrice, qui les empêche de fondre.


Nota : apparemment, les gifs animés ne peuvent plus être chargés sur le forum Résolu à l'aide de la Galerie !

Merci d'avoir clarifié pour nous ces informations.
GRANOT.

Schéma de fonctionnement d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée (REP) utilisé dans nos centrales électronucléaire. Vous observerez que le circuit primaire dans lequel circule de l'eau à haute température et à haute pression; (pour éviter qu'elle entre en ébullition) utilisée comme fluide caloporteur pour chauffer le générateur de vapeur, est complètement indépendant du circuit de vapeur, contrairement au fonctionnement d'un réacteur à eau bouillante (REB) tel ceux en service au Japon.


Schéma de fonctionnement d'un réacteur à eau pressurisée compact, dont le générateur est situé directement au-dessus du cœur nucléaire, tel ceux utilisés à bord de nos bâtiments à propulsion nucléaire.

Merci pour les informations.

Toujours aussi formidables tes dessins, merci Daniel !!!

Voici trois animations simplifiées montrant les trois phases principales de fonctionnement d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée :

1 • Les barres de contrôle (la grappe ou les croix) sont entièrement abaissées, modérant ainsi fortement le «bombardement» neutronique des éléments du combustible. Il ne subsiste que la radioactivité intrinsèque du combustible. Les barres de combustible (les crayons) immergées dans l'eau du circuit primaire se refroidissent et ne contribuent plus à la production de vapeur : le réacteur est à l'arrêt


2 • Les barres de contrôle sont complètement relevées, l'activité neutronique est à son maximum. Les éléments du combustibles sont à très haute température, modérée toutefois par l'eau du circuit primaire. L'échange calorique est à son maximum dans le générateur de vapeur : le réacteur fonctionne à pleine puissance


3 • Les barres de contrôle sont partiellement descendues, l'activité neutronique entre les éléments combustible est régulée : la puissance du réacteur est modulée


A moins d'une vidange accidentelle du circuit primaire (qui fonctionne en circuit fermé) en cours de fonctionnement du réacteur à eau pressurisée (REP), le cœur est protégé. Sur les schémas j'ai représenté le circuit primaire sortant de la cuve du réacteur comme dans les REP à boucles des centrales électronucléaires, mais pour les REP embarqués il est à l'intérieur de cette dernière, en périphérie autour du cœur.

Le fait que dans les réacteurs à eau bouillante il n'y ait pas de circuit primaire et que la production de vapeur se fasse dans le cœur, il y nécessité de compenser les pertes d'eau de ce circuit. Si pour une raison grave, l'alimentation en eau est coupée (c'est le cas au Japon), d'une part l'effet modérateur de l'eau est supprimé, mais d'autre part il n'y a plus de refroidissement des crayons de combustible qui peuvent fondre et c'est l'accident nucléaire.

Un autre facteur aggravant au Japon, c'est que les piscines de stockage des combustibles usés ont été vidées de leur eau suite au séisme et les crayons en cours de refroidissement, bien que d'une efficacité diminuées, se sont mis à réagir de nouveau et à chauffer, se sont probablement déformés en fissurant leurs gaines ce qui a pu libérer des radionucléides, c'est-à-dire des produits radioactifs à durées de vie plus ou moins longues.

Chapeau Bonnerue pour la pédagogie. Mais que devient l’eau du circuit primaire quand le réacteur est arrêté définitivement, elle doit être fortement radioactive ?
Pour transporter la chaleur produite par le réacteur vers la centrale vapeur y a-t-il d’autres fluides que l’eau du circuit secondaire ?
Tout ça me rappelle que dans les années 1950,1960 beaucoup de marins qui quittaient le service s’en allait à Cadarache. C’était l’époque où naissait «l’atome » français et la première bombe atomique ! Je comprends le pourquoi des conférences répétées au BS.