Inventaire radiologique et radiotoxique par contamination interne de 2000 tonnes de carburant éteint comburé à 35 GwJ/t dans un BWR.

Mis en service entre le 26 mars 1971 et le 24 octobre 1979, les 6 réacteurs de Fukushima ont historiquement mis au monde entre 4300 et 6000 tonnes de déchets atomiques selon que les coeurs aient été rechargés par quart ou par tiers. (Soit pour une moyenne de 35 ans de service atomique entre 8 cycles complets de 4 ans et 11 cycles complets de 3 ans, cycle “en cours” non compris.) A l’heure actuelle ses 7 acquarium de stockage atomique, certains éventrés, passent pour ne contenir qu’autour de 2000 tonnes de chaud carburant “éteint” correspondant en gros à une masse équivalente à 3,5 rechargements complets des 6 coeurs (2000/577 = 3,46). La piscine commune en abrite environ 1100 tonnes et les 6 piscines des réacteurs se partageant environ 830 tonnes. (Ou ce qu’il en reste après les explosions. Notons en passant que les caméras qui plongent si bien dans la branlante piscine n°4 ne montrent rien de la piscine (“moxée ?”) n°3 explosée et, à l’époque, lourde de au moins 88 t de carburant usagé).

L’inventaire UOX.

L’inventaire joint a uniquement caractère approché. Après plus d’un an de la catastrophe, nous ne savons en effet ni à quel taux de combustion moyen ce carburant a été brûlé ni à quel temps de décroissance moyen il été sujet,  certains assemblages auraient, semble-t-il, plus de 30 ans. Pour effectuer les calculs nous avons considéré qu’il s’agit exclusivement de carburant UOX, ayant reposé en moyenne 15 ans et ayant subi un taux de combustion moyen de 35 GwJ/t. La  radiotoxicité par inhalation, quantifiée au travers de la létalité potentielle associée à chacun des éléments radioactifs du carburant “éteint”, a été calculée en avec le moins pénalisant des facteurs de dose (Sv/Bq) par inhalation indiqué sur les tables de l’ICRP.

Conclusion

2000 tonnes de carburant éteint, 453 millions de curie, 2600 milliards de doses létales potentielles par inhalation ou 43 milliards de doses par ingestion.   Vous avez dit inoffensif ?

De la seule piscine n°4.

Après 15 ans de décroissance 254 tonnes de combustible brûlé à 35 GwJ/t (à savoir qu’autour de 36,08 kg de matière ont été fissionnés par tonne) délivrent une radioactivité de 84,48 millions de Curie à savoir de 3,126E18 Becquerel (3125,6 PBq). 80,71% de cette activité est le fait des produits de fission pour la plupart bêta négatifs et équivaut à 1% de la radiotoxicité globale. 19,29% de cette activité est dûe aux produits d'activation, dans l’ensemble alpha,  et équivaut à 99% de la radiotoxicité globale. Si l’on s’en tient aux coefficients de dose en cours la radiotoxicité s'élève à un peu plus de 325 milliards de doses létales potentielles par inhalation et à 5,41 milliards de doses létales potentielles par ingestion et dépend ici surtout des produits d'activation. Après ces 15 ans de décroissance cette radioactivité repose pour l'essentiel sur les éléments suivants: Krypton 85 pour 1,076%, Strontium 90 pour 15,782%, Yttrium 90 pour 15,782%, Césium 137 pour 22,822%, Barium 137 pour 22,822%, Prométhium 147 pour 1,100%, Samarium 151 pour 0,883%, Plutonium 241 pour 15,996%, Cobalt 60 pour 0,750%, Nickel 63 pour 0,549%. La radiotoxicité pour sa part dépend surtout des éléments suivants: Strontium 90 pour 0,729%,  Plutonium 238 pour 20,900%,  Plutonium 239 pour 2,569%,  Plutonium 240 pour 4,645%,  Plutonium 241 pour 4,923%,  Americium 241 pour 51,805%,  Curium 244 pour 13,611%.  NB. Si ce même carburant n’avait connu qu’une décroissance de 3 ans, il aurait une activité radiologique de 155,9 millions de Curie (5768,2 PBq) qui équivalent à 262,8 milliards de doses létales potentielles par inhalation et à 8,17 milliards de doses létales potentielles par ingestion. (Avec le temps la radioactivité globale baisse mais la radiotoxicité alpha augmente en raison du "bildup" de certains éléments très dangereux, comme l'américium 241 par exemple.)

MELCOR Model of the Spent Fuel Pool of Fukushima Dai-ichi Unit 4