Repères - N°33 / Avril 2017 - Le magazine de l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire - 11

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criticité

Simuler pour prévenir
les accidents
soudain et redoutable pour les personnels, un accident de criticité peut survenir lorsque
l'on manipule de la matière fissile. pour le prévenir, les experts utilisent la simulation
et analysent les situations redoutées. expertise et recherche sont nécessaires pour exploiter
les installations en conservant des marges de sécurité suffisantes.

eN clair
Fission

Qu'est-ce qu'une réaction en chaîne ?
Une réaction de fission entraîne un dégagement d'énergie, la production
de rayonnements gamma et l'émission de neutrons. Ces derniers peuvent,
à leur tour, induire de nouvelles fissions.

Produit
de fission
2

FISSION

Neutron

chaleur

Rayonnement

Neutron
Uranium 235

Neutron

L'eau est un facteur aggravant

Produit
de fission
1

Le keff

le facteur de multiplication
effectif des neutrons (ou "keff"),
est le nombre moyen de neutrons
issus d'une fission qui vont
engendrer une nouvelle fission.
les autres sont absorbés par
des atomes non fissiles ou fuient
du système.

nvisible, instantané, potentiellement mortel : c'est
l'accident de criticité. Autrement dit le déclenchement inopiné d'une réaction en chaîne de fission
(voir infographie ci-contre) dans un endroit où elle
n'est pas attendue. Autant dire partout, sauf dans le
cœur des réacteurs ! Une telle réaction génère une
forte dose de neutrons et de photons gamma, qui
met en danger la vie des personnels à proximité. Elle
provoque parfois un flash de lumière bleue qui prévient les personnels, mais trop tard.
La prévention repose sur la conception d'installations demeurant - en toutes circonstances et avec
des marges - en deçà du seuil de criticité et sur des
règles opératoires strictes.
"Le rôle de l'IRSN est d'expertiser les démonstrations de sûreté des exploitants et d'analyser les incidents. Il mène des recherches pour améliorer les outils
de prévention", explique Stéphane Evo, expert en
sûreté-criticité.

Les trois niveaux de criticité
- "État sous-critique" : keff < 1

chaque fission en déclenche moins d'une
autre : la réaction s'éteint d'elle-même.
- "État d'équilibre" : keff = 1
chaque fission en déclenche exactement
une autre : la réaction est entretenue.
- "Accident de criticité" : keff > 1
chaque fission en déclenche plus d'une
autre : la réaction s'emballe.

Le risque existe dès lors que l'on manipule une
quantité suffisante de matière fissile, comme de
l'uranium 235 ou du plutonium. Il dépend de facteurs comme la masse de matière présente, mais
aussi la géométrie. À titre d'exemple, la cuve du dissolveur de combustibles usés, à l'usine Areva de La
Hague (Cotentin), présente une forme curieuse :
haute de plusieurs mètres, elle mesure moins de
40 cm de large. "La maîtrise du risque de criticité
impose cette géométrie particulière", souligne Stéphane Evo. De même, si une sphère de 60 kg d'uranium enrichi devient critique en présence d'eau,
ce n'est pas le cas d'un assemblage de longs et fins
"crayons" de combustible, malgré leurs 400 kg de
matière fissile.
page 11 - repères N° 33 - avril 2017

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