Ii – L’industrie nucleaire pages 10





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Le nucléaire, solution dangereuse

Documents mis à jour en Janvier 2006

Patrick Monnet

PROLOGUE



I – LE NUCLEAIRE, ORIGINE ET DIMENSIONS page 2

A – HISTOIRE de l’atome

B – La transmutation

C - La radioactivité

D – La période page 6

E - La fusion

F - La fission

G – LA masse critique

H – Le Nucléaire Militaire


II – L’INDUSTRIE NUCLEAIRE pages 10


A - 430 réacteurs dans le monde

B – Parc français

C - Les combustibles

D – Le retraitement

E - Lignes à hautes tensions

III – LES ACTEURS DU NUCLEAIRE page 12


A – Les organismes impliqués dans le nucléaire

B - Les organismes de contrôle et d’alarme

C - Les intérimaires dans le nucléaire

IV – LES DECHETS page 13


A - Six catégories de déchets

B - Les déchets en France

C - Que faire de nos déchets ?

D - Risques spécifiques de l’industrie du retraitement 

e - Le démantèlement des centrales page 18

F - Risque de transfert de la responsabilité

G – Centre internationaux de gestion de déchets

H - La décision de gestion des déchets doit être prise pas les citoyens
Annexe 1 : Les principaux éléments radioactifs 

Annexe 2 : uranium appauvri

Annexe 3 : Déchets remis sur le circuit industriel 

V – NUCLEAIRE ET SANTE page 22


A – Evaluation des dangers

B - Plutonium :

C - Durées d’éliminations

D - Le Radon

E - La chaîne alimentaire

F - Radioactivité médicale

G - Les morts du nucléaire


VI – SECURITE ET SURETE page 26


A – Risques des centrales

B - Risques sismiques

C – La responsabilité

D – Réponse à un accident

F - Etude de l’impact radioécologique du CNPE du Blayais

G – MINES DU NIGER et en france

VII – LA POLITIQUE NUCLEAIRE ET LES CHIFFRES page 34


A – La comptabilité énergétique

B - Bilan de la consommation primaire et finale en FRANCE

C – Le bilan de l’électricité

D – Indépendance énergétiqu

E – La place du nucléaire

F - Le nucléaire est-il rentable ?

G – EPR

H- ITeR

I - Sortie du nucléaire et effet de serre



VIII –BESOINS ET SOLUTIONS page 42
BIBLIOGRAPHIE :




ProloGue
Personne ne pardonnera à notre siècle (XX°) d’avoir dilapidé les ressources de la planète sans les avoir valorisées et sans avoir songé à ce qu’il adviendra après. Le coût dérisoire de l’énergie (même à 65 dollars le baril), l’absence de politique à long terme, l’indifférence générale dans laquelle évolue la question énergétique témoigne de cette crise profonde traversée aujourd’hui par l’occident, autocentré sur ses problèmes de niveau de vie et de confort dans un monde où la majorité des habitants ne disposent souvent par du minimum vital.

Le nucléaire est-il une solution à la pénurie prochaine d’énergie non renouvelable, au problème crucial de l’avenir de la planète et, entre autre, à l’effet de serre. Certainement pas, car cette source d’énergie représente une partie infime de l’énergie mondiale (4%), et représente des risques d’accident et la présence de déchets très dangereux pendant, pour certain 1 000 000 d’années. Déchets que l’on ne sait pas détruire ni assurer un stockage sur une telle durée.

Les lignes qui suivent ont pour but de présenter le mécanisme technique, économique et politique du nucléaire afin d’aider modestement à la compréhension de la question sur l’avenir d’une telle énergie.
I – Le Nucléaire, origine et dimensions
A – Histoire de l’atome

Avec la naissance de la chimie moderne, Lavoisier établit en 1775 le principe de la conservation des masses. En 1807, Proust, médecin anglais découvre qu’au court d’une réaction chimique les proportions sont définies. En 1808, Dalton commence à concevoir l’atome : Tous les atomes d’une même matière sont identiques en taille, en forme et en poids.

En 1811, Avogadro, interprète la loi de Gay-Lussac et énonce une loi : « Sous la même pression, un volume égal d’un gaz contient le même nombre de molécules ». En 1908, le physicien Jean Perrin appellera nombre d’Avogadro le nombre d’atomes dans un atome-gramme. C’est à dire le nombre d’atome dans 1.008 g d’hydrogène ou 16 grammes d’oxygène. N = 6.02 x 1023 ( 602 mille milliard de milliard).

En 1815, Proust explique que tous les atomes sont des agglomérations d’atome d’hydrogène (le proton).

En 1869, le chimiste russe Mendeleïev, classe les éléments pas masse atomique croissante, dégageant la périodicité de leurs propriétés chimiques et l’énonce comme une loi. Il arrive ainsi à prévoir les propriétés chimiques d’élément non encore connu d’après leurs positions dans les cases vides du tableau.

En 1896, Becquerel découvre la radioactivité de l’uranium.

En 1898, Pierre et Marie Curie découvrent le polonium et le radium.

En 1900, Rutherford distingue les rayons et β, la même année, Becquerel identifie le rayon β comme étant un électron lancé à grande vitesse.

En 1902, on constate que la radioactivité est une transmutation spontanée d’un atome en un nouvel atome. L’atome n’est donc pas insécable.

En 1908, Rutherford identifie le rayon comme étant un noyau d’hélium.

En 1912, Suddy identifie à partir de la structure du tableau de Mendeleïev les isotopes : corps qui sont à la même place, mais de masses différentes (pas le même nombre de neutrons).

En 1911, Rutherford et ses élèves Geiger et Marsden, découvre le noyau de l’atome. Le passage de rayons dans de très fines feuilles d’or montre que certains sont déviés, certains sont rejetés et d’autres passent librement. Il y a donc en de minuscules points de l’espace de très fortes masses et charges électriques qui peuvent dévier des rayons qui arrive à 15 000 km/s.

1913, Rutherford appel proton le noyau d’hydrogène qui apparaît comme une particule fondamentale.

1932, découverte du neutron (on le cherchait depuis 10 ans).

1938 Découverte de la fission.

1930-1940 Découverte de la fusion et de l’énergie dégagée.
B – La transmutation
La transmutation consiste à soumettre un radioélément à un flux de neutron afin d’obtenir sa transformation en éléments moins nocifs. La première transmutation a été faite par le physicien britannique RutherFord en 1919 qui observa la transmutation de noyau d’azote sous une irradiation . Les particules projetées, dans une petite proportion de cas, rencontre des noyaux et s’y intègrent rendant ceux-ci instables. Ces noyaux résultant provoquent rapidement l’éjection de particules ou éclatent.
C - La radioactivité



* Actinide : Radiation ayant la propriété d’exercer une action chimique sur certaines substances.



* Les rayons alpha (noyau d’hélium) :



Le noyau de polonium 210 instable perd 2 neutrons et 2 protons en éjectant un noyau d’hélium et se transforme en plomb 206 stable. C’est une véritable cassure d’un noyau en deux nouveaux noyaux. Le noyau d’hélium 4, beaucoup plus petit est éjecté à grande vitesse.

7300 fois plus lourdes que les particules bêta, les particules alpha dans leur trajectoire arrachent dans des chocs des électrons à la surface périphérique d’atomes créant ainsi des ions. La particule alpha est fortement ionisante, elle génère 3000 à 6000 paires d’ions par millimètre parcouru dans l’air et s’arrête au bout de quelques centimètres. Dans un élément lourd comme le plomb la distance est moindre.
* les Rayons bêta (électrons positifs ou négatifs)


Dans le noyau de plomb 210 instable, 1 neutron devient proton et se transforme en bismuth 210 stable en éjectant un électron.

Moins ionisant, elle génère 5 à 40 paries d’ions par millimètre, la particule β peut parcourir quelques mètres dans l’air.


* Les rayons gamma γ et X sont des rayons ionisants.

Les rayons γ (photon) ne sont que des sous-produits de certaines désintégrations ou β. Par exemple la désintégration du radium qui conduit au radon et qui dans 7% des cas dégage un rayonnement γ :



Les photons γ et X sans charge électrique, se propage plus loin. Ils agissent sur la matière par effet photoélectrique (ils arrachent un électron des couches internes et sont arrêtés net) ou par effet Compton (choc sur un électron peu lié). Les photons sont arrêtés selon le principe d’épaisseur moitié ou épaisseur dixième qui représente l’épaisseur pendant laquelle, la moitié ou un dixième des particules sont arrêtées. Par exemple, le Cobalte 60 a une distance 1/10° de 43 cm dans l’eau ou 4.1 cm dans le plomb.
* Les mesures de la radio-activté :

Becquerel : (Bq) : nombre de désintégration par seconde de la masse d’un élément radioactif. 100 Bq de potassium sont moins dangereux que 100Bq de plutonium.

Le corps humain dégage 4500 Bq par le potassium et 3700 Bq par le carbone 14. Le Bq remplace depuis 1986 le Curie ( 1 Ci = 37 milliards de Bq).
Gray (Gy) : Unité de dose absorbée lors d’une irradiation équivalente à un joule par kilo de matières. Le Gray remplace depuis 1986 le rad. 1 Gy = 100 rad.

Sievert (Sv) : unité importante qui prend en compte la partie du corps exposé. Il mesure l’effet biologique d’une irradiation. Une dose donnée de est beaucoup plus dangereuse qu’une dose de β, on multiplie par un facteur de 2 à 5. Le Sievert remplace le rem. 1 Sv = 100 rem.

La réglementation internationale préconise que l’on ne subisse pas plus de 1/1000 de Sv par an (1000Sv) . Directive N° 96/29/Euratom du 13 mars 1996 ( et 20 000Sv/an pour les travailleurs du nucléaire).



D – La période
La période d’un corps radioactif est le temps au bout duquel la moitié des noyaux d’un échantillon de ce corps se sont désintégrés par émissions de rayons , β ou γ. Cette période caractérise chaque corps radioactif. Pour que le nombre de noyaux radioactifs de l’échantillon soit divisé par 1024, il faut donc attendre 10 périodes. La période du plutonium 239 est de 24 100 ans, celle de l’uranium 238 de 4.5 milliards d’années, le carbon 14 : 5 730 ans ou le tritium :12.35 ans.
E - La fusion
Quand un proton et un neutron s’attirent l’un vers l’autre, ils accumulent de l’énergie cinétique ; à l’instant du choc, ou bien ils rebondissent l’un sur l’autre sans perdre l’énergie acquise et la dépense alors dans le rebond qui les écarte contrairement à la force d’attraction, ou bien ils perdent cette énergie brutalement en émettant par exemple des rayons γ. N’ayant plus d’énergie pour se séparer ils restent liés.

Les deux nucléons ont donc plus d’énergie quand ils sont séparés, plus de masse que le noyau lié. L’énergie nécessaire pour séparer le noyau s’appelle l’énergie de liaison du noyau. Le défaut de masse en est l’équivalent exact.
L’énergie de liaison est faible pour l’hydrogène et augmente rapidement puis plus lentement jusqu’au atomes de masse 60, elle est ensuite stable et diminue pour les atomes au delà des masses de 130.
Une réaction nucléaire libère de l’énergie quand les nouveaux noyaux sont plus légers et mieux liés que les anciens, quand ils perdent de la masse lors de la liaison et que celle-ci se transforme en énergie selon la loi d’Einstein.
La réaction entre un noyau d’hydrogène lourd (deutérium) 1H2 et un noyau de tritium 1H3 conduit à un noyau d’hélium 4 et éjecte un neutron : 2H4 + 0n1 en émettant beaucoup d’énergie car le noyau d’hélium est beaucoup plus lié et à donc perdu beaucoup de masse : 17.6 Mev (millions d’électron volt).


F - La fission
Les noyaux lourds sont moins liés que les noyaux moyens (60 à 130 de masse). On libèrerait donc de l’énergie si l’on passait d’un noyau lourd à deux noyaux moyen, tout en gardant le même nombre de nucléons. La fission est cette action de briser des noyaux lourds en deux noyaux plus légers. Cette opération est facile à provoquer sur le noyau d’uranium 235. Le choc d’un neutron lent (ralenti par l’eau ou le graphite) y suffit, celui-ci est absorbé par le noyau qui s’étire et se partage en deux noyaux plus petits en éjectant quelques neutrons.


Dans la nature, un seul élément a un noyau fissile, l’uranium 235. La fission produit beaucoup de noyaux instables :


.

Matières fissiles : U233 ; U235 ; Pu239 ; Pu241. (L’uranium est composé de 99.3% de U238 et 0 .7% de U235).

Neutrons rapides : vitesse naturelle. Neutrons lents : ralenti par l’eau par exemple. Les neutrons ralentis pénètrent plus facilement le noyau.
* Réaction en chaîne :

Sous l’attaque d’un neutron, l’U235 se divisent en deux en engendrant des produits de fission, iode, césium, strontium, plutonium, zirconium. Cette fission dégage 200 millions d’électrons volts par noyau fissé.

Les neutrons sont éjectés à 20 000 km/s, on les ralentit à 2 km/s pour qu’il heurte plus facilement un noyau et crée ainsi une réaction en chaîne. Les modérateurs, eau, eau lourde ou graphite, doivent être le moins absorbeur de neutrons afin de permettre le maintien de la réaction en chaîne.

Dans les réacteurs à graphite gaz à uranium naturel, le modérateur est le graphite et le gaz caloporteur le CO2.

L’eau lourde ( 1H2 au lieu de 1H1) est le meilleur modérateur, mais coûte cher. L’eau ordinaire est un excellent modérateur, mais la présence d’hydrogène (élément très absorbeur) interdit son utilisation avec de l’uranium naturel qui ne fournit pas assez de neutrons pour entretenir la réaction en chaîne. Les réacteurs REP à eau pressurisée fonctionnent avec de l’uranium enrichie à 3.5% de U235.

La réaction en chaîne se contrôle par les barres de commandes mobiles faites de matériaux très absorbeurs de neutrons comme le bore, le cadmium.

Dans un réacteur, il y a 80 tonnes d’uranium sous forme de pastilles empilée dans des tubes ou crayons.
Structure d’un réacteur nucléaire :

Surgénérateur :
Réacteur à neutrons rapide. La fission sous neutrons rapide nécessite un combustible beaucoup plus concentré, car les neutrons rapides rebondissent et s’incrustent moins facilement dans les noyaux.

Le plutonium lors de sa fission produit 3 neutrons. L’un maintient la réaction en étant capturé par le plutonium fissile, un autres peuvent être capturé par l’uranium non fissile, mais fertile, l’U238 se transforme alors en Pu239 qui lui pourra être utilisé pour d’autre fusions, le troisième étant absorbé ou perdu selon l’équilibre de la réaction.

Globalement la quantité de plutonium ainsi produite peut être supérieure à celle consommer pour entretenir la réaction en chaîne. On dit alors qu’il y a surgénération, d’ou le nom de surgénérateur.

Le sodium, utilisé comme liquide caloporteur, est très dangereux. Il prend feu au contact de l’air à 140° et explose au contact de l’eau. Il peut être activé et donner naissance à deux isotopes radioactifs, le sodium 22 et le sodium 24.

Dans Super Phénix, il y avait 5 tonnes de plutonium et 5000 tonnes de sodium.

En 1977, André Giraud, alors à la tête du CEA estimait qu’il y aurait en 2000 540 surgénérateurs dans le monde, il y en a 1 en France (Phénix) et 1 au japon.

G – la masse critique
Lors de la fission, il y a une fuite de neutrons. Pour qu’une réaction en chaîne se poursuive, il faut que suffisamment de neutrons soit absorbés par des noyaux fissibles.

Pour 1000 fissions, nous avons 2500 neutrons. 1000 servirons à reproduire la fissions, 1500 serons perdus (capture ou fuite).Les matériaux qui composent les barres de combustibles sont choisis pour leur qualité de réflecteurs de neutrons (continuer la réaction) et pour leurs qualités d’absorption (contrôle de la réaction).
Quelque sois les réflecteurs, il y a toujours une taille minime, la taille critique, nécessaire pour que la réaction en chaîne se poursuive. Cette taille critique dépend de la structure du réacteur et de sa taille, ainsi que de la concentration d’U235 qui est le combustible. Dans un réacteur celle-ci peut être de plusieurs tonnes.
On parle aussi de masse critique dans le domaine militaire pour définir la masse d’un corps fissible homogène qui suffit à provoquer une réaction en chaîne. Pour le plutonium, matière fissible créé par l’homme, la masse critique est de 5 Kg. On peut donc construire une bombe atomique avec 5 Kg de plutonium.

H – Le Nucléaire Militaire
Les puissances nucléaires ont imposé les essais nucléaires à des populations minoritaires : Les Américains aux Micronésiens du pacifique puis aux Indiens Shoshone du Nevada ; les Soviétiques aux Kazakhs (site de Semipalatinsk) ; les Anglais aux aborigènes d’Australie ; les Français aux Touaregs (région de Reggane, puis aux Polynésiens (Atoll de mururoa et de Fangataufa).

La France a fait 210 essais de 1960 à 1996, dont 45 essais atmosphériques. Les 17 premiers ont eut lieu en Algérie.

Les mêmes malformations que celles apparues après Hiroshima : enfant mort-né, ralentissement de la croissance, tumeurs du cerveau, leucémie, augmentation de fausses couches ont été constatées sur ces lieux. (Témoignage document de Greenpeace-Damoclès en 1990).

La justice française a franchi le 7 juin 2005 une étape importante dans la reconnaissance des préjudices subit par les militaires française présente sur les sites où des essais nucléaires ont été réalisés par l’armée. Un tribunal a reconnu en première instance que la maladie d’un vétéran était lié à son service sous les drapeaux et à accordé une indemnité.

La France possède 348 têtes nucléaires.

II – l’industrie nucléaire

A - 441 réacteurs dans le monde en 2002


Pays

Nombre de réacteurs actifs

Part du nucléaire dans la production d’électricité

Etats-Unis

104

22%

France

59

76%

Japon

53

33%

Royaume Uni

35

27%

Russie

29

13%

Canada

21

16%

Allemagne

20

30%

Coré du Sud

16

43%

Ukraine

14

43%

Suède

11

50%

Inde

10

2.5%

18 Pays

62



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