Taiwan : Arrêt d'urgence d'un réacteur nucléaire suite à un « excès de Neutrons » mystérieux


Un réacteur nucléaire de la centrale Taiwanaise de Chinshan [1] semble avoir souffert du passage du Typhon Soulik qui a traversé le pays le 13 juillet ; si le phénomène météorologique semble être le « point d'entrée » de l'incident, le fait qu'un excès de neutrons soit à l'origine d'un second arrêt du réacteur reste mystérieux et incompréhensible, les atomistes nous assurant couramment que rien n'est théoriquement plus difficile à engendrer qu'un neutron lent. Que s'est-il passé exactement à Chinshan ?

Le typhon Soulik balaye Taiwan
 
Le matin du samedi 13 juillet 2013, le Typhon Soulik [2]  a balayé le Nord de l'ile de Taiwan avant de frapper le Sud-Est de la Chine quelques heures plus tard. Les rafales de vent estimées à près de 200 km/h auraient tout d'abord endommagé des systèmes de sécurité du réacteur n°. 2 [3] avant de bloquer l'une des prises d'eau de mer utilisées pour l'alimentation en eau du circuit secondaire [4] de la centrale. A la suite des ces incidents - très prévisibles [5] - le réacteur n°. 2 serait passé en arrêt automatisé à 02h50 locales.
 
Arrêt, remise en service et nouvel arrêt... la faute à Neutron ?
 
La suite des événements est un peu moins claire : il semble que l'opérateur public Taipower [6] ait décidé de remettre en production l'unité quelques heures après le premier incident [7] avant de constater un phénomène beaucoup plus inquiétant au niveau de la conduite [8] du réacteur : le nombre de neutrons dits « lents » [9] dans le réacteur, un paramètre critique et donc surveillé en permanence [10] semblait augmenter dans des proportions anormales. Quelques instants plus tard, très embarrassés par ce phénomène inattendu, les opérateurs auraient une nouvelle fois stoppé - cette fois-ci manuellement [11] - la réaction de fission nucléaire.
 
Mais au fait, d'où peuvent bien provenir ces maudits Neutrons surnuméraires ?
 
Tout le mystère de cet incident réside dans le contrôle absolu que les atomistes disent posséder sur la génération des neutrons lents ; il s'agit même de l'un des arguments les plus mis en avant par les spécialistes : les Neutrons lents étant très difficiles à générer, une réaction nucléaire incontrôlée ou prompte [12] ne peut donc survenir car c'est tout simplement impossible, disent-ils. Mais dans ce cas pourquoi le réacteur n°. 2 de Chinshan a-t-il commencé à s'emballer ?
 
Evidemment, il serait possible de considérer - comme Tepco aime le faire fréquemment - que le matériel de mesure de réaction neutronique ait été endommagé ou partiellement mis hors-service par le Typhon, par exemple à la suite de la chute de la foudre sur les installations ; c'est une hypothèse possible mais très improbable vu la redondance de ces systèmes vitaux pour la sécurité de l'unité : chaque réacteur ne comporte pas moins d'une centaine de capteurs neutroniques traversant le coeur du réacteur [13].
 
Baisse du niveau du modérateur : globalement, moins de neutrons lents disponibles pour entretenir la fission mais...
 
Examinons un nouveau paradoxe affectant possiblement la belle mécanique électronucléaire qui ne devrait pourtant théoriquement en souffrir aucun :
 
1. La fission nucléaire, une fois démarrée, engendre une grande quantité de neutrons rapides (typiquement >1MeV)
 
2. De cette grande quantité, quelques-uns sont « sélectionnés » par leur ralentissement dans le modérateur (eau) pour entretenir la réaction de fission (ils deviennent « modérés » ou « thermalisés »)
 
3. Imaginons que le niveau du modérateur baisse accidentellement [14], il n'y a donc plus du tout de modérateur dans la partie supérieure du réacteur donc moins de neutrons lents générés à ce niveau donc la réaction devrait globalement bien ralentir MAIS
 
4. La fission ne pourrait en fait ralentir (selon notre hypothèse) QUE dans la partie découverte ; elle pourrait tendre en même temps à « s'emballer » au niveau de la partie basse du coeur qui se trouve, elle, toujours sous l'influence du modérateur, un emballement rapidement constaté par les capteurs neutroniques encore immergés
 
Il nous semble logique que, si cette baisse de niveau de modérateur - suite à un incident sur la chaine de refroidissement par exemple - n'est pas notifiée immédiatement pour une raison ou une autre, le premier phénomène réellement remarquable et vraiment identifiable pourrait se produire au niveau des détecteurs de Neutrons encore immergés alors que les détecteurs neutroniques placés à l'air libre ne constateraient alors plus de Neutrons, ni rapides ni lents...
 
Une relance précipitée ?
 
La conduite d'un réacteur nucléaire tient en fait plus du jonglage acrobatique que d'une mathématique stricte : le moindre phénomène affectant la partie nucléaire des installations mal compris ou interprété hâtivement peut vite provoquer des réactions en chaîne destructrices voire catastrophiques ; les opérateurs prennent malgré tout parfois quelques risques - calculés d'après eux - comme celui de remettre en production des unités défaillantes dont le problème n'aurait pas été exactement déterminé, une opération pouvant réclamer des jours voire des semaines d'inutilisation ; ils sont en outre toujours soumis à la pression des autorités [15], à laquelle s'ajoute parfois celle - aussi peu tolérante - d'actionnaires [16] qui ne comprennent pas comment la gestion liée au risque nucléaire peut retarder le moins du monde l'arrivée d'argent frais dans leur poche.
 
S'il est bien un domaine où la moindre prise de risque doit être écartée, c'est bien au niveau de l'industrie électronucléaire ; hélas, les exploitants n'ont pas toujours en permanence un contrôleur public sur le dos et s'affranchissent parfois - souvent ? - de toutes les précautions qui devraient théoriquement être prises. Nous attendons avec impatience le compte-rendu de l'événement - un rapport qui ne serait toujours pas parvenu à l'autorité de contrôle Taiwanaise à l'heure où nous écrivons ces lignes, ce qui représente l'indice probable d'un nouveau malaise électronucléaire...
 
Par Trifou
 
Notes :
 
[1] La centrale nucléaire de Chinshan (ou Jinshan) est la plus ancienne unité de production électronucléaire Tawanaise, elle abrite deux réacteurs à eau bouillante de 600 MWe au palier technique BWR/4, des unités très largement similaires aux unités n°. 2 à 5 de Fukushima-Daiichi. Les réacteurs n°. 1 et 2 de Chinshan ont respectivement été mis en production en 1978 et 1979
 
[2] Soulik a été dégradé du niveau IV (super-typhon) au niveau II (Typhon, vents de 150 à 200 km/h)
 
[3] Dispositifs parafoudres ?
 
[4] Les réacteurs à eau bouillante ne disposent que de 2 circuits (primaire et tertiaire) contre 3 pour les réacteurs à eau pressurisée (primaire / secondaire /tertiaire)
 
[5] Le blocage des bouches d'aspiration d'eau des centrales nucléaires est fréquent dans le cas de phénomènes météorologiques inhabituels (gel important et prolongé, inondations, tempêtes dans le cas des centrales à alimentation maritime)
 
[6] TAIwan POWER company, entreprise publique gérant la production et la distribution d'électricité à Taiwan
 
[7] Cette réaction à priori irrationnelle peut se comprendre dans la mesure où le pire ennemi d'une centrale nucléaire est paradoxalement... le manque d'électricité ! Un phénomène d'arrêt inopiné de la totalité de la production électrique d'une région du monde serait vite catastrophique au niveau des unités électronucléaires dont les moyens électriques auxiliaires - quand il fonctionnent - ne sont pas prévus pour fonctionner plus de quelques heures / jours
 
[8] "Conduite" ou "pilotage" du réacteur : l'art et la manière de conduire la réaction neutronique à la base du processus de fission
 
[9] Les neutrons lents, ralentis ou modérés sont issus des neutrons rapides engendrés par la réaction de fission nucléaire et sont équivalents à l'accélérateur - et au frein (à main) - d'un réacteur nucléaire ; leur "comptage" est donc indispensable pour évaluer et doser précisément "l'accélération" du réacteur
 
[10] Les dispositifs de mesure de neutrons lents sont donc particulièrement évolués et redondants cf par exemple la salle des TIPs / LPRM de Fukushima-Daiichi n°. 2
 
[11] Un arrêt d'urgence de réacteur peut être automatisé (fréquent) ou manuel (plus rare)
 
[12] A l'image d'une bombe atomique qui emballe volontairement le phénomène de réaction nucléaire pour générer l'effet destructeur escompté
 
[13] Il existe 6 niveaux de détection neutronique dans les REB comportant au total plus d'une centaine de capteurs (BWR Neutron Monitoring Instrumentation )
 
[14] Autrement dit que le niveau d'eau dans la cuve du réacteur diminue, par un phénomène de surchauffe, un problème au niveau des pompes du circuit primaire, un transfert ralenti de l'immense chaleur générée dans le réacteur par exemple lors de l'obstruction totale ou partielle des prises d'eau du circuit de refroidissement...
 
[15] Dans le cas de Taiwan, une crainte de délestage général du pays lors du passage du Typhon, la demande d'électricité étant généralement très élevée en été en Asie
 
[16] Une grande majorité des compagnies d'électricité exploitant des unités électronucléaires sont totalement ou partiellement "de capitaux privés"



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