Grand oral Tchernobyl

« Grand Oral : Catastrophe nucléaire de Tchernobyl [ Intro ] Le 26 avril 1986, à 1 h 23, une puissante explosion a détruit le réacteur 4 de la centrale de Tchernobyl, libérant dans l’atmosphère un nuage radioactif sans précédent et marquant la plus grave catastrophe nucléaire civile jamais survenue.

Derrière ce drame se cache une chaîne d’événements mêlant la physique de la fission, des choix de conception particuliers et des décisions humaines malheureuses au cours d’un simple test de sécurité.

Pour bien comprendre comment un réacteur, à l’origine construit pour délivrer une énergie stable, a pu basculer en quelques secondes dans l’emballement et l’explosion, il faut d’abord saisir trois notions-clés : le rôle du graphite comme « modérateur » de neutrons, la signification d’un « coefficient de vide positif » et, en contrepoint, pourquoi les réacteurs occidentaux privilégient l’eau pour modérer et refroidir la réaction. Un réacteur nucléaire fonctionne grâce à la fission de noyaux d’uranium-235 : lorsqu’un neutron percute un de ces noyaux, il se casse en deux, libérant de la chaleur et d’autres neutrons.

Ces nouveaux neutrons peuvent provoquer d’autres fissions, créant une réaction en chaîne.

Pour que cette réaction soit efficace, il faut ralentir les neutrons grâce à un modérateur, comme l’eau ou le graphite.

Le modérateur sert à ralentir les neutrons produits lors de la fission afin qu’ils puissent provoquer efficacement d’autres fissions.

Sans lui, les neutrons iraient trop vite et la réaction en chaîne ne pourrait pas se maintenir. La chaleur produite est ensuite utilisée pour chauffer de l’eau, produire de la vapeur, et faire tourner une turbine qui génère de l’électricité.

Le tout est soigneusement contrôlé pour éviter tout emballement.

Dans le cas du réacteur RBMK de Tchernobyl, les ingénieurs soviétiques avaient choisi une configuration particulière : du graphite comme modérateur et de l’eau ordinaire pour le refroidissement.

Le graphite est excellent pour ralentir les neutrons sans les absorber, ce qui favorise une réaction nucléaire soutenue.

De son côté, l’eau circule dans des canaux pour évacuer la chaleur ; en chauffant, elle devient de la vapeur qui fait tourner les turbines et produit de l’électricité. Mais cette combinaison eau + graphite a une conséquence dangereuse : quand l’eau se transforme en vapeur, elle n’absorbe plus les neutrons et laisse plus de place au graphite, ce qui augmente la réaction.

C’est ce qu’on appelle un coefficient de vide positif : au lieu de ralentir la réaction quand la température monte, elle l’accélère.

Cela peut créer un cercle vicieux, où la chaleur augmente de plus en plus vite jusqu’à l’explosion si rien n’est fait. Dans les réacteurs occidentaux (comme ceux utilisés en France), ce risque est évité.

Ces réacteurs utilisent de l’eau sous pression qui sert à la fois à ralentir les neutrons (comme modérateur) et à évacuer la chaleur.

Et surtout, ils sont conçus pour avoir un coefficient de vide négatif : si la température monte et que de la vapeur se forme, cela ralentit la réaction.

C’est un système beaucoup plus stable et sûr, car en cas de problème, la réaction a tendance à s’arrêter d’elle-même. Revenons maintenant à ce qu’il s’est passé dans la nuit du 25 au 26 avril 1986. Les opérateurs de la centrale de Tchernobyl devaient faire un test de sécurité : ils voulaient vérifier si, en cas de coupure de courant, les turbines pouvaient encore alimenter les pompes pendant quelques secondes, juste le temps que les générateurs de secours démarrent.

Pour faire ce test, ils ont dû baisser la puissance du réacteur à un niveau très bas. Mais cela a déclenché un phénomène que l’on appelle l’empoisonnement au xénon. Alors, qu’est-ce que c’est ? Lors de la fission, en plus de produire de la chaleur et des neutrons, le réacteur fabrique aussi des produits radioactifs secondaires, dont un gaz appelé xénon-135.

Ce gaz a une particularité : il absorbe extrêmement.... »