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  • Le 20 juillet 2020
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Neuf ans après la catastrophe nucléaire de Fukushima Daiichi au Japon (mars 2011), une étude internationale, à laquelle a collaboré le laboratoire SUBATECH (Université de Nantes - Institut Mines-Télécom Atlantique - CNRS), vient faire la lumière sur les petites quantités de plutonium libérées dans l’atmosphère par les réacteurs endommagées de la centrale. Les résultats ont récemment été publiés dans la revue "Science of the Total Environment".

FukushimaLes travaux montrent que le plutonium était inclus dans des microparticules (CsMP) riches en radio-césium émises lors de la catastrophe. Les CsMPs sont des particules radioactives microscopiques qui se sont formées à l'intérieur des réacteurs de Fukushima lorsque le combustible nucléaire en fusion a interagi avec le béton structurel du réacteur.

En raison de la perte de confinement dans les réacteurs, ces particules ont été libérées dans l'atmosphère et se sont dispersées sur le sol sur une distance de quelques centaines de kilomètres. Bien que l'impact environnemental et la répartition des CsMP soient toujours un sujet de débat, il a été démontré que l'étude de la composition chimique des CsMP offrait un aperçu nécessaire sur la nature et de l'étendue des fusions des centrales nucléaires à Fukushima.
 

Caractériser le plutonium

L'équipe international a utilisé une combinaison de techniques analytiques avancées (analyse synchrotron des micro-rayons X, spectrométrie de masse des ions secondaires et microscopie électronique à transmission à haute résolution) pour trouver et caractériser le plutonium présent dans les échantillons de CsMP. Les chercheurs ont d'abord découvert des inclusions de dioxyde d'uranium incroyablement petites à l'intérieur des CsMP, indiquant une possible inclusion de combustible nucléaire à l'intérieur des particules. Une analyse plus détaillée a révélé, pour la première fois, que des concentrés d'oxyde de plutonium étaient associés à l'uranium, et que la composition isotopique de l'uranium et du plutonium correspondait à celle calculée pour l'inventaire de combustible usé de la centrale nucléaire de Fukushima.
 

Connaître l'impact environnemental

Ces premières conclusions révèlent l'étendue et la gravité de la fusion du cœur du réacteur. Elles sont également une source d’information importante pour le démantèlement éventuel des réacteurs et la gestion à long terme des déchets des réacteurs. Concernant l'impact environnemental de ces particules, l'équipe continuera à expérimenter pour mieux comprendre leur comportement à long terme, même s’il est maintenant clair que les CsMP sont un vecteur important de la contamination radioactive due aux accidents nucléaires. "Si le rejet de plutonium des réacteurs endommagés est faible comparé à celui du césium, l'enquête fournit des informations cruciales pour étudier l'impact sanitaire associé", souligne le professeur Bernd Grambow, co-auteur de l’étude et enseignant-chercheur au laboratoire SUBATECH.

Crédit photo : Greg Webb / IAEA