précision de Gouwy:
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Gouwy dit :
13 avril 2011 à 10:51
//// Certe il y a sans doute du plutonium dans le réacteur N° 1 mais moins que dans le N° 3, si l’azote avait pour but de permettre la stabilisation du plutonium, ne devrait-on pas commencer par le N°3?////
Dans le réacteur 3, le plutonium est sous forme d’oxyde plutonium à hauteur de 6% dans le Mox qui ne devrait être à hauteur « que » de 30 à 50% du chargement (non communiqué par les japonais).
Le réacteur Mark-1 n’est pas prévu ni homologué pour fonctionner au Mox et encore moins à 100% de Mox (seuls certains REP Européens et Russes le sont et une seule centrale aux USA : celle de Palo-Verde).
Pour les autres réacteurs, le chargement maximal en Mox est généralement de 30 à 50%, le reste étant de l’U enrichi mais tous les réacteurs, notamment ceux de première génération, ne sont pas conçus pour ce type de combustible.
C’est le cas des tranches 1 à 4 de Fukushima (seules les tranches 5 et 6 le sont).
Ca n’empêche qu’on peut techniquement le faire en acceptant certains « risques » ou en outrepassant certaines contraintes de sécurité.
Supposons donc que les japonais aient utilisé 100% de Mox.
Cela représente un peu plus de 5 tonnes d’oxyde de plutonium (6% de 94 tonnes en arrondissant).
Comme ce combustible était quasiment neuf (chargé mi février 2011),on va négliger la capture neutronique par rapport à la charge d’oxyde de plutonium.
Je pense qu’en pratique ils n’ont quand même pas du dépasser 30%.
On ve donc dire qu’il y a 2 tonnes d’oxyde de PU dans le réacteur 3 (toujours en négligeant la capture neutronique).
Dans le réacteur 1 :
Pour rappel, on ne décharge jamais un réacteur à 100% (c’est quasi impossible, ça revient à désactiver le réacteur).
On change donc le combustible par moitié ou, si on respecte les normes AIEA, par tiers (50 ou 33% à la fois).
Supposons que les japonais aient respecté ces conventions des 33%. Il y a donc dans le réacteur 1 du combustible récent, du moyennement récent et du « vieux ».
La recapture neutronique et donc, les isotopes présents, sont donc différents et dans des quantités différentes suivant l’ancienneté des barres.
Pour la suite, il faudra l’admettre car je ne peux pas démontrer cela ici :
Dans du combustible (neuf) :
- le PU239 se forme suivant une fonction linéaire du temps.
Pour les isotopes suivants :
- le PU240 augmente suivant une loi au carré du temps
- le PU241 en fonction d’une loi au cube du temps
- le PU 242 en fonction d’une loi facteur 4 du temps
et ainsi de suite….
Ainsi, le PU239 est en présence maximale au début de la réaction et de façon brève (entre quelques jours et quelques semaines) dans un combustible neuf par rapport aux 3 ou 4 ans de la durée de vie de ce combustible.
Pour les autres isotopes, la production dure plus longtemps suivant les facteurs ci-dessus et donc est présente progressivement en plus grande quantité suivant ces isotopes, dans les combustibles, suivant leur âge.
Le combustible est « out » au bout de 3 à 4 ans. Il contient alors environ 1% de plutonium soit environ 300 kgs si comme on l’a supposé, on change le combustible par tiers.
Considérons le PU239 uniquement (on pourra faire le calcul pour tous les autres isotopes) :
Un réacteur produit 0,8 atome de PU239 pour chaque fission d’U235.
On va me dire, c’est peu. Effectivement ça fait environ un gramme de plutonium par jour et par MW de puissance thermique pour un réacteur « courant » (chargement courant de +- 100 tonnes)
Le réacteur 1 de Fukushima, le moins puissant des 6, qui fait environ 450 MW produit donc par jour environ 1/2 kilo de PU239 pendant 4 à 5 semaines.
Soit la masse critique en PU239 qui est de 10 kgs, atteinte en 20 jours.
Bien sûr, en temps normal, cette masse critique est divisée par autant de barres qu’il y a dans le réacteur et donc jamais atteinte « physiquement ».
par contre dans le cas d’une fusion du coeur …. !!!!
Dans mon exemple, environ 50% de fusion suffit pour atteindre dans le corium, la masse critique en PU239 (je ne parle dans cet exemple QUE de cet isotope) si on considère que 20 jours représentent environ la moitié de la période (4/5 semaines) de production du PU239 !
On peut faire le calcule pour tous les autres isotopes !
Autre point :
Jamais atteinte « physiquement » ne veut pas dire que la masse critique ne peut pas être atteinte « dynamiquement ».
Si de petites quantités de PU se trouvent à proximité l’unes de l’autres, les neutrons émis interagissent « entre ces petites quantités » comme si il s’agissait d’une masse unique.
(Voir ici, par exemple : ce n’est pas une « pub » pour le site pris mais un exemple que j’ai trouvé sur Internet et qui est un exemple véridique…donc :
http://www.spiritsoleil.com/nonaunuclea ... ette-russe)
Dans un réacteur, cette « masse critique dynamique » est empêchée par la présence des barres de contrôle qui freine les émissions neutroniques « inter-barres »….mais dans un réacteur en fusion ou en début de fusion où les barres de contrôle ont rendu l’âme … !!!!
Pour répondre à la question :
Le réacteur 1 peut être aussi « riche » ou plus riche en certains isotopes de plutonium que le 3 suivant l’âge de son combustible et donc son corium aussi.
