Introduction

Le drame est survenu dans un épreuve qui avait pour objectif d'apporter la preuve que la centrale pouvait être relancée d'elle-même après une perte totale de l'infrastructure électrique. La centrale était dotée de générateurs gasoil, mais ceux-ci mettaient 15 secondes pour débuter leur fonctionnement et 60 à 75 secondes pour finalement atteindre leur potentiel optimal. Cette période étant perçue comme trop haute, le but était d'exploiter l'énergie cinétique du turbo-alternateur pour relancer les pompes de recirculation primaires durant cette période.

Cependant, cela n'a pas fonctionné et la chaleur a violemment augmenté au sein du réacteur. L'eau s'est alors radiolysée.

La radiolyse consiste en la décomposition d'une matière en ions

Comment décontaminer Tchernobyl ? Une zone de plus de 30 km autour de la centrale nucléaire de Tchernobyl est à ce jour encore interdite à la population. En effet, les sols et chaque élément présent en ce territoire sont radioactifs et dangereux pour la vie.

Explosion du réacteur

Un test d'îlotage était programmé sur le réacteur 4 pour essayer l'alimentation électrique de secours qui permet au réacteur de marcher en toute sécurité durant un dysfonctionnement de courant. La puissance thermique du réacteur avait été diminuée de 1 000 à 200 Méga Watt à l'occasion du cette expérience au cours de la soirée du 25 au 26 avril. L'expérience était au début programmée au cours de la journée du 25 avril, mais une autre centrale électrique tomba en rade et le centre de contrôle de Kiev demanda de décaler l'expérience car son énergie était primordial pour satisfaire l'utilisation d'énergie de la soirée. À 23 h 04, le centre de contrôle de Kiev donna l'accord de reprendre l'expérience. Le drame s'est alors produit après une série de fautes faites par les ingénieurs de la centrale en éliminant sous les instructions de leur supérieur, Anatoli Diatlov, des sécurités. Les fournisseurs d'accès ont singulièrement enfrein des procédures assurant la sécurité du réacteur et dès lors de la centrale. Enfin, à partir de sa mise en présence en 1977, la centrale est menée par Viktor Petrovitch Brioukhanov, un scientifique en thermodynamique et non un expert du nucléaire.

Le 26 avril 1986, entre 1 h 03 et 1 h 07, deux pompes complémentaires du circuit de refroidissement sont enclenchées pour tenter d'augmenter la puissance du réacteur. Le flot de plus entraîne une augmentation de température dans les échangeurs de chaud.  À 1 h 19, pour immobiliser la vitesse d'eau arrivant dans les séparateurs de vapeur, la puissance des pompes reste toujours augmentée et dépasse le seuil autorisée. L'outil demande la fin d'urgence cependant les signaux sont coincés et les fournisseurs d'accès font le choix de poursuivre le test.

L'essai proprement dit commence à 1 h 23 min 4 s. Les vannes d'alimentation en vapeur de la turbine sont clôturées, ce qui fait hausser la pression dans le circuit primaire. Les générateurs gasoil démarrent et atteignent leur potentiel nominale à 1 h 23 min 43 s. Durant ce temps, l'alimentation des pompes était donnée par l'inertie des turbo-alternateurs. La vitesse d'eau passant dans le réacteur décroît tout au long de la coup de pompe des turbo-alternateurs, ce qui génère l'apprentissage de bulles dans le liquide de refroidissement. en raison du coefficient de vide positif, le réacteur entre dans une rétroaction favorable, provoquant une rapide montée du potentiel du réacteur.

À 1 h 23 min 40 s, le contremaître dans les ténèbres Alexandre Akimov, sous les instructions d'Anatoli Diatlov, le technicien en responsable adjoint, déclenche la fin d'urgence. Les barres de contrôle sont descendues, sans grande répercussion : en effet, le réacteur est d'ores et déjà bien trop bouillant, ce qui a déformé les canaux voués aux barres de commande ; ces dernières ne sont descendues qu'à 1,50 m à la place des 7 m normaux.

À 1 h 23 min 44 s, la radiolyse de l'eau induit une détonation d'hydrogène et d'oxygène. De petites détonations se fabriquent, éjectant les barres permettant la conduite du réacteur. En 3 à 5 secondes, la puissance du réacteur centuple. Les 1 200 tonnes de la dalle de ciment recouvrant le réacteur sont projetées dans le ciel et retombent de biais sur le cœur du réacteur qui est pété par l'impact. Un embrasement essentiel s'estime, alors qu'une Éclat aux reflets bleus se dégage du gouffre formé.

Les ingénieurs qui sont là-bas et le responsable Brioukhanov tiré du sommeil à 1 h 30, ne saisissent pas instantanément la grandeur de la tragédie. Celui-ci contacte le ministre de l'Énergie à 4 h en indiquant que « Le cœur du réacteur n'est pas selon toute vraisemblance en panne ». Il réceptionne pour ordre de maintenir le refroidissement par eau du réacteur ; cet ordre, que Brioukhanov persistera à appliquer toute la journée, n'aura pour effet que de relâcher plus de radio-éléments dans l'atmosphère et de noyer les structures souterraines communes aux réacteurs 3 et 4, menaçant considérablement l'utilisation et l'intégrité du réacteur 3. Le technicien en responsable chargé du réacteur 3 prendra, avant la nuit tombée et face aux directives de Brioukhanov, le choix de faire passer ce réacteur en arrêt à froid, permettant donc de le protéger d'une destruction certaine, au vu de la destruction modulée des poses.

Des milliers de liquidateurs ont payé de leur vie afin de limiter la pollution radioactive de l'accident de Tchernobyl.

La décontamination

Après l'extinction du feu et les premières opérations d'entretien, la tâche la plus urgente devint celle du confinement des ruines radioactives. On entreprit l'édifice de ce qui sera le sarcophage de Tchernobyl. Autour de l'espace, les niveaux de radioactivité interdisaient la présence prolongée d'individus : plusieurs minutes au plus. L'unique remède était l'emploi d'une grosse quantité de liquidateurs.

Des tonnes de composants furent premièrement déversées par hélico, après quoi commença l'entretien, ensuite l'édifice du sarcophage. Ils furent des millions à se joindre à ces opérations, pour lesquelles un roulement est obligatoire. Ils seront nommés les liquidateurs. Ces personnes ne connaissaient guère les risques auxquels elles s'exposaient. On estime que 350 000 personnes dont des militaires, le personnel de la centrale, des autorités locales et des secours, participèrent en 1986 et 87 aux initiatives d'urgence et aux opérations de confinement et d'entretien. Au sein desquels, 240 000 prirent part à des manœuvres considérables ciblant à atténuer les répercussions de l'incident auprès du réacteur et dans le secteur d'exclusion.

Résumé

Le 26 avril 1986, jour de l'accident, c’est un vent de 30 à 40 km/h qui emporte un panache de poussières radioactives vers le nord de l’Ukraine, la Biélorussie et les pays Baltes. La nocivité est accrue par la concentration encore grande des poussières et la présence d’éléments extrêmement radioactifs à vie courte (l’activité des matières radioactives décroîtra de 100 % à 40 % de la première à la vingt quatrième heure). Les environs de la centrale sont fortement contaminés par la retombée au sol d’une partie des poussières, notamment les plus lourdes.

L’activité des matières radioactives diminue beaucoup plus lentement que le premier jour. Le panache initial qui contient plus de 50 % de la radioactivité qui sera relâchée continue sa course vers le nord, alors qu’à partir du 27 avril les rejets seront poussés vers l’ouest. Le nuage, allégé des éléments lourds comme le plutonium qui ont contaminé les environs de la centrale, contient des gaz rares (xénon, krypton) et des corps assez volatils (iode, césium, tellure, strontium, ruthénium).

Parvenu au-dessus des pays scandinaves où des pluies abondantes ont été à l’origine de fortes contaminations au sol, le panache initial s’est rabattu vers l’est avant de ramener les polluants radioactifs vers le sud. Les rejets du 27 avril, poussés vers l’ouest, abordent la France par l’est et par le sud. Ils survoleront le territoire entre le 30 avril et le 5 mai.

Les masses d’air contaminé ont progressé vers l’ouest. De fortes pluies ou l’interception du nuage par les massifs montagneux ont ramené une partie de la radioactivité au sol, provoquant des contaminations localement élevées notamment en Autriche. En France, ce seront certaines parties des Vosges, du Jura, des Alpes du Sud et de la Corse qui seront les plus touchées.

Le 5 mai est la date à laquelle les rejets en provenance de Tchernobyl se sont arrêtés. À cette date, le radioélément le plus nocif est l’iode-131 qui est assez volatil et qui assimilable par la thyroïde (il faudra environ 3 mois pour que son activité soit divisée par 1000). À long terme la principale contamination au sol est celle due au césium 137.

Que reste-t-il à Tchernobyl ? Voici quelques uns des objets qui ont été retrouvés dans la ville la plus proche de la centrale de Tchernobyl : Pripyat. Ceux-ci sont hautement radioactifs et ont été abandonnés par les habitants dans la ville fantôme.

Les phénomènes physiques impliqués

La radioactivité

La radioactivité d'un atome est due à l'activité de son noyau. En effet, ce sont les forces attractives et répulsives qui se débattent en son sein qui en sont la cause.

Il existe plusieurs types de radioactivité.

Radioactivité bêta

La radioactivité bêta est un type de désintégration radioactive où une particule bêta (électron ou positron) est émise. On parle de radioactivité bêta + quand un positron est émis mais on parle de radioactivité – quand c’est un électron qui est émis.

Radioactivité alpha

La radioactivité alpha est un rayonnement provoqué par une désintégration alpha qui est une désintégration radioactive où un noyau atomique éjecte une particule alpha qui se transforme en un autre noyau dont le nombre de masse est diminué de 4 et le numéro atomique de 2 à cause de la particule alpha manquante qui est analogue au noyau d’hélium 4.

Radioactivité gamma

La radioactivité gamma est un rayonnement provoqué par une désintégration gamma. Le plu souvent, ces désintégrations accompagnent des désintégrations alpha ou bêta. En effet, quand il émet un rayon alpha ou bêta, le noyau devient excité. Lors de l’émission d’un rayonnement électromagnétique gamma, le noyau peut donc redescendre à un état plus stable.

Composition du noyau

Le noyau d'un atome se compose d'éléments que l'on appelle les nucléons. Ce sont eux qui définissent le nombre de massa d'un atome.

Le nombre de masse d’un atome est le nombre de nucléons qu’il contient. Il s’agit donc de la somme du nombre de protons et du nombre de protons qui constituent le noyau de l’atome

Dans ces nucléons se trouvent des protons dont la charge est positive et des neutrons à charge neutre. Ces deux composants sont très fortement liés entre eux.

Le rayon d'un nucléon est d'environ 10-15 m alors que l'atome tout entier a un diamètre avoisinant les 10-10 m.

Isotopes

La notion d'isotope joue aussi un rôle dans la décroissance radioactive des noyaux. En effet, celle-ci sera différente selon l'isotope concerné.

Pour rappel, deux isotopes sont des atomes qui ont le même nombre de protons et donc le même numéro atomique, tout en ayant un nombre de neutrons différents.

La demie-vie

La demie-vie d'un isotope se caractérise par la période au bout de laquelle la moitié des atomes d'un certain échantillon initial radioactif se sera désintégré.

Isomère nucléaire

Cette notion est elle aussi importante à maîtriser. Deux isomères ne partageront pas la même décroissance radioactive. Il est donc important de rappeler ce qu'elle signifie.

Des isomères nucléaires sont des atomes qui partagent le même noyau mais dans états énergétiques différents. C’est à dire qu’ils comportent un spin et une énergie d’excitation spéciaux. Dans leur état d’énergie le plus bas, on dit qu’ils atteignent l’état fondamental.

Transmutation

Parfois, quand le noyau de l'atome est instable et donc radioactif, il est sujet à des transmutations.

La transmutation est le phénomène physique selon lequel un élément se transforme de manière spontanée ou sous l’effet de collision avec un autre élément en un autre élément

Structure et stabilité

Comment mesurer la radioactivité ? Pour déterminer la radioactivité et ses conséquences, on utilise des équipements et des exemplaires de mesure dédiés. Il y a deux principales exemplaires : le becquerel et le sievert qui permettent de mesurer, l'un, le niveau de radioactivité, l'autre, les sensations biologiques de cette radioactivité par son intensité sur les organismes vivants.

Pour que le noyau et les électrons restent stables entre eux. Ils sont donc liés par une énergie de liaison. Si ils ne sont pas bien liés entre eux, les atomes deviennent instables et se transforment. Ils sont donc radioactifs.

Noyau stable

Certains noyaux qui ont une bonne énergie de liaison restent stables. En réalité, la stabilité n'existe pas vraiment. On considère qu'on atome est stable quand sa demie-vie est égale à 1033 années, soit la durée de vie du proton.

La désintégration radioactive

La désintégration radioactive est régie par une loi très importante, la loi de désintégration radioactive. C'est une loi statistique qui est définie par le hasard. En effet, elle explique qu'un radio nucléotide a autant de chances de se désintégrer à un certain moment qu'un autre radio nucléotide de la même espèce.
Elle définit aussi que les désintégrations ne dépendent pas des conditions externes physico chimiques.

Sur un échantillon de matière radioactive et durant un laps de temps défini, la proportion des noyaux qui se désintègrent est la même.

On peut donc en sortir une formule :

    \[ N (t) = N_{0} e^ {- \lambda t } \]

Cependant, il faut remarquer que la loi n'est valable que pour les radio nucléotides initiaux et ne s'applique pas à ceux qui découlent de leur désintégration.

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Clément

Freelancer et pilote, j'espère atteindre la sagesse en partageant le savoir que j'ai acquis lors de mes voyages au volant de ma berline. Curieux scientifique, ma soif de découverte n'a d'égale que la durée de demie-vie du bismuth 209.

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