L‘accident de Fukushima Daiichi - scmsa.eu ?· L‘accident de Fukushima Daiichi 1. Description réacteur…

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  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Que sest-il pass Fukushima Daiichi ?

    Commissariat lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives.Direction de lEnergie Nuclaire.

    bertrand.mercier@cea.frpatrick.raymond@cea.fr

    Laccident deFukushima Daiichi

    Remerciements : Diaporama inspir de planches communiques par le Dr. Matthias Braun (AREVA)

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    1. Description racteur BWR

    2. Droulement de laccident

    3. Etat actuel des 4 racteurs

  • Laccident de Fukushima Daiichi 1. Description racteur BWR

    Fukushima Daiichi

    Unit I - GE Mark I BWR (439 MW), En service depuis 1971 (mars)

    Unit II-IV - GE Mark I BWR (760 MW), En service depuis 1974

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi 1. Description racteur BWR

    Gnie Civil

    Btiment en bton arm

    tage suprieur : poutres mtalliques

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    en.w

    ikip

    edia

    .org

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    i/Bro

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    nt

    Enceinte

    Dry-Well en forme de poire

    Wet-Well en forme de Tore

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi1. Description racteur BWR

    Etage Suprieur

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi1. Description racteur BWR

    Etage suprieur(Construction mtallique)

    Btiment Racteur (partie en bton arm)

    Coeur

    Cuve

    Enceinte sche (Dry well)

    Enceinte humide (Wet Well) / Chambre de condensation

    Piscine dentreposage

    Circuit vapeur

    Retour Eau liquide

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    11/3/2011 14:46 - Sisme

    Magnitude 9

    Panne Rseau nord Japon

    Peu de dgts pour les racteurs eux-mmes (localement 0,4g )

    Arrt durgence (AU)

    Arrt instantan des ractions de Fission

    Mais puissance thermique rsiduelle issue des Produits de Fission

    Aprs AU ~6% 1 jour aprs ~1% 5 jours aprs ~0.5%

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Isolation de lenceinte

    Dmarrage des groupes lectrognes et des circuits de refroidissement du racteur larrt.

    Le racteur est ltat sr.

    La puissance thermique rsiduelle est vacue

    Mer

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    11/3 15:41 Arrive du Tsunami

    La centrale est conue pour rsister un Tsunami de 6.5m hauteur.

    Tsunami rel = 14m !!

    Inondation des groupes lectrognes

    Dsamorage probable des infrastructures dalimentation en eau de mer

    Perte totale des alimentations lectriques

    Les batteries sont encore disponibles.

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Le RCCS reste oprationnel :

    La vapeur gnre par le racteur actionne une turbine

    Elle se condense dans le Tore

    La turbine actionne une pompe

    Elle pompe leau dune bche eau externe et du tore et linjecte dans la cuve.

    Mais il faut : Que les batteries fonctionnent Que la temprature de leau du tore

    soit infrieure 100C

    Labsence dvacuation de la chaleur accumule dans le tore fait que ce systme ne peut pas fonctionner indfiniment

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Arrt de la turbine (et de la pompe) 11/3 sur R1, 13/3 sur R3

    (Batteries dcharges )

    14/3 sur R2(Dfaillance Pompe)

    La puissance rsiduelle continue produire de la vapeur dans la cuve : Augmentation de la pression dans la cuve.

    Ouverture des soupapes de scuritDcharge vapeur dans le tore

    Baisse du niveau de leau liquide dans la cuve.

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Arrt de la turbine (et de la pompe) 11/3 sur R1, 13/3 sur R3

    (Batteries dcharges )

    14/3 sur R2(Dfaillance Pompe)

    La puissance rsiduelle continue produire de la vapeur dans la cuve : Augmentation de la pression dans la cuve.

    Ouverture des soupapes de scuritDcharge vapeur dans le tore

    Baisse du niveau de leau liquide dans la cuve.

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Arrt de la turbine (et de la pompe) 11/3 sur R1, 13/3 sur R3

    (Batteries dcharges )

    14/3 sur R2(Dfaillance Pompe)

    La puissance rsiduelle continue produire de la vapeur dans la cuve : Augmentation de la pression dans la cuve.

    Ouverture des soupapes de scuritDcharge vapeur dans le tore

    Baisse du niveau de leau liquide dans la cuve.

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Arrt de la turbine (et de la pompe) 11/3 sur R1, 13/3 sur R3

    (Batteries dcharges )

    14/3 sur R2(Dfaillance Pompe)

    La puissance rsiduelle continue produire de la vapeur dans la cuve : Augmentation de la pression dans la cuve.

    Ouverture des soupapes de scuritDcharge vapeur dans le tore

    Baisse du niveau de leau liquide dans la cuve.

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Dnoyage des crayons combustibles

    ~50% de dnoyage

    Hausse temperature gaine, mais endommagement limit

    ~2/3 de dnoyage

    Temperature gaine atteint ~900C

    Ruptures de gaine

    Relchement des produits de fission

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    ~3/4 de dnoyage

    Temprature gaine ~1200C

    Zirconium ragit avec la vapeur

    Zr + 2H20 ->ZrO2 + 2H2 Raction exothermique !

    Production dhydrogne Unit 1: 300-600kg Unit 2/3: 300-1000kg

    L hydrogne est chass dans le tore puis dans lenceinte sche

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Il faut ralimenter en eau (passage en mode gav/ouvert).

    Ncessit de baisser la pression dans la cuve par des dcharges dans le tore.

    La baisse de pression accentue la vaporisation et fait encore baisser le niveau deau dans la cuve.

    Mais la ralimentation en eau (de mer) enraye ce processus

    R1: 12/3 (27h sans eau)

    R2: 14/3 (7h sans eau)

    R3: 13/3 (7h sans eau)

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Products de fission relchs

    Xe, Cs, I,

    Les PF se condensent sous forme darosols

    U/Pu restent dans la cuve

    Le relchement se fait par des valves de la cuve vers le tore

    Leau du tore retient une partie des arosols

    Le Xenon et les arosols restants pntrent dans lenceinte sche

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Enceinte

    3me barrire

    ~3cm dacier

    Dimensionne 4-5 bar

    Dpressurisation de lenceinte

    R1 le 12/3

    R2 et R3 le 13/3

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Avantage

    Evacuation des calories

    Rduction de la pression ~4 bar

    Inconvnient

    Rejet des gaz rares

    Rejet darosols (Iode, Cs)

    Rejet dhydrogne

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    R1 + R3

    Explosion 500 kg hydrogne

    Environ 60 GJ quivalent 10 m3 dessence

    Destruction de ltage suprieur

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    R2

    TEPCO a voulu viter une troisime explosion hydrogne

    La pression dans lenceinte serait monte 8 Bars le 15/3.

    Le tore a probablement tendommag.

    Lenceinte peut-tre aussi

    Rejets significatifs de PF

    Cest l o les dbits de dose semblent avoir t les plus levs.

    Laccident de Fukushima Daiichi2. Squence accidentelle

    Cheminement possible du trop plein deau

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Quid du racteur N4 ?

    Explosion hydrogne de radiolyse ?

    Fissuration liner piscine ? Explosion chimique ?

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

  • Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011

    Etage suprieur dmoli ou trs dgrad.

    Les arrives dalimentations lctriques semblent avoir trtablies.

    Le coeur des racteurs R1, R2, R3 a fondu mais les cuves ne semblent pas avoir perc (le corium serait resten cuve)

    Eau de refroidissement injecte dans la cuve (7m3/h/racteur).

    Tore maintenu ~100C

    Un volume deau contamine est apparu dans le btiment des turbines.

    Tepco cherche rcuprer ces eaux contamines et irradiantes quil faudra vacuer et traiter.

    Laccident de Fukushima Daiichi3. Etat actuel des 4 racteurs ?

    En rserve : refroidissement en mode gav

    Bertrand MERCIER - Prsentation du 29 avril 2011