FUKUSHIMA Vers un démantèlement

(1)

FUKUSHIMA Vers un

démantèlement

43 mois après Jean-Pierre Pervès

9 octobre 2014

(2)

Fondation del Duca: Démantèlement

Fukushima 2

LE TSUNAMI: ENVIRON 19.000 MORTS ET DISPARUS

09/10/2014 - JP Pervès

Un désastre humain

Un désastre industriel et économique Sous-traitants et fournisseurs dévastés

Des accès difficiles

(3)

Fukushima 3

09/10/2014 - JP Pervès

DES FAUTES

Le risque tsunami était connu!

REACTEUR 4 ARRETE ET

DECHARGE LE11/03/2011

REACTEURS 1, 2,ET 3

EN

PUISSANCE

LE11/03/2011

(4)

Puissance résiduelle après arrêt des réacteurs

09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement

Fukushima 4

Temps après arrêt TR. 1 460 MW

TR. 2, 3 784 MW

1 seconde 96 165

1 minute 69 118

1 heure 20 35

1 jour 8.3 14

1 semaine 4.1 7.1

1 mois 2.1 3.5

1 an 0,10 0,24

3 ans 0,025 0,043

10 ans 0,014 0,024

Tsunami Séisme

Les cœurs sont aujourd’hui stabilisés, réfrigérés et à

une température inférieure à 50 °C

(5)

Fukushima 5

Fusion cœur

Production hydrogène Dépressurisation sans filtres pour protéger

l’enceinte de confinement

Réacteurs 1 et 3:

Explosion H

₂

dans le hall Réacteur 4: explosion dans

le hall (cheminée de ventilation commune avec réacteur 3

Réacteurs 2:

Explosion H

₂

dans le tore

Réacteur 4: explosion dans le hall supérieur (cheminée commune avec N° 3)

Réacteurs : vers les explosions hydrogène

Situations différentes  démantèlements différents

09/10/2014 - JP Pervès

Relâchement vapeur

(6)

LE BLOC REACTEUR Hall supérieur léger

09/10/2014 - JP Pervès Fondation del Duca: Démantèlement 6

Fukushima

Réacteurs 1 (460 MW) et 2 et 3 (784 MW) en fonctionnement

Réacteur 4 arrêté et déchargé

(7)

Fukushima 7

REACTEUR N°1 –470 MW

REACTEUR N° 2 784 MW

REACTEUR N° 3 784 MW

EPANDAGE TOTAL DU CORIUM

AU FOND DE L’ENCEINTE DE CONFINEMENT?

EPANDAGE PARTIEL DU CORIUM

AU FOND DE L’ENCEINTE DE CONFINEMENT?

EPANDAGE PARTIEL OU TOTAL DU

CORIUM AU FOND DE L’ENCEINTE DE

CONFINEMENT

L’état des coeurs après l’accident ???

Un accès très complexe

(8)

Cuve

Hall supérieur léger

Piscine de dépressurisation

Turbo-alternateur

Eau de mer

Enceinte confinement acier

« Croix »

Vapeur

Condenseur

Pompes

REB type Fukushima

 Pas de circuit secondaire

 Enceinte sous gaz neutre  pas de recombineur d’hydrogène

 Pas de filtres lors de lâchers de vapeur

Fukushima

N2

33 m

11 m

20 m

Contamination élevée de

l’ensemble des bâtiments

(9)

Fukushima 9

Béton

L’ENSEMBLE REACTEUR/TURBO-ALTERNATEUR

(10)

Fukushima 10

LE COMBUSTIBLE NUCLÉAIRE des BWR de Fukushima

10 mm

(11)

Réacteur 3

Réacteur 4

2ème chantier:

Maîtriser la dosimétrie - Déblayer

- Décontaminer - Gérer les eaux

- Restaurer des confinements 1er chantier: réfrigérer

: électricité et eau : gérer les hommes

Fukushima

2011: gestion

de crise

(12)

Fukushima 12

Vue de l’intérieur des locaux

SE RENDRE COMPTE DE L’ÉTAT DES BLOCS RÉACTEURS

(13)

Fukushima 13

Dosimétrie mensuelle individuelle maitrisée (externe + interne, 7000 à 10000 p)

Maxi annuel 50 mSv

Maxi sur 5 ans 20 mSv x 5

(14)

Fukushima 14

Une partie des locaux est visitable avec précautions

(15)

CHANTIER N°2: les confinements

Fukushima été 2013 ( halls 1&4 reconstitués)

Fukushima 15

4 3 2

1

09/10/2014 - JP Pervès

1 4 3

2

(16)

Fukushima 16

11 juillet 2011

14 février 2014 10 octobre 2013

LE REACTEUR 3

Août2014

(17)

2013/2017 - Troisieme grand chantier: le risque ¹³⁷ Cs

Sécuriser les 12641 éléments combustibles stockés

Tranche 1

Tranche 2

Tranche 3

Tranche 4

Tranche 5

Tranche 6

Coeur 400 548 548 0 548 764

Piscine 292 587 514 1331 946 876

Piscine commune Châteaux à

sec

6375 408

VERS 2017 ? D’ICI FIN 2014

TROUVER UN STOCKAGE AILLEURS ?

Fukushima

Work to remove melted fuel from the three crippled reactors at Tokyo Electric Power

Co.’s Fukushima No. 1 nuclear plant could start in 2020

(18)

Fukushima 18

2012: REACTEUR N°4

 Arrêté et déchargé

 Fortement endommagé par l’explosion hydrogène

 Renforcement tenue au séisme achevée

 Déblaiement débris

09/10/2014 - JP Pervès

(19)

Réacteur 4: Construction du hall de manutention 29 mai 2013

Fukushima

Nov.2013

18 nov.2013

Fin 2011

(20)

Fukushima 20

EVACUATION DES COMBUSTIBLES DE LA PISCINE DU REACTEUR 4 Début de l’évacuation le 18 novembre 2013

1331 éléments combustibles irradiés  1254 évacués (94 %)

 202 éléments combustibles neufs  22 évacués

 57 mouvements de châteaux de transfert

Prévision de fin d’évacuation: fin 2014

http://www.tepco.co.jp/en/decommision/index-e.html

06/10/2014

(21)

Fukushima 21

Evacuation des combustibles du réacteur 1 Il va falloir rompre le confinement de fortune!

Déblayer Les débris

Grue Enlever

le toit

Retrait Combustibles

Piscine 2017

Fixateurs Contamination

Pulvérisation eau

Télé-

opération

(22)

Le quatrième grand chantier

« GESTION EAU CONTAMINEE » Une situation difficile

Comment rejeter les eaux

contaminées après épuration sans impact sur le milieu marin et la

pêche

Fukushima 22

09/10/2014 - JP Pervès

(23)

ORIGINE DES EAUX CONTAMINEES (700 m ³ /j)

Fukushima 23

Le refroidissement des cœurs

 Quelques dizaines de m ³ /h pour Réfrigérer les 3 cœurs

 Quelques G Bq/ m ³ (césium, strontium, antimoine, tritium

 Recyclage

La nappe phréatique:

 Niveau d’eau sous-sols maintenu inférieur à celui de la nappe (limitation de la contamination de la nappe)

 quelques centaine de m3/jour entrent dans les sous- sols

350 m ³ d’eau par jour pompés dans les sous-sols

Arrivée d’eaux de pluie (jusqu’à 100 mm en un jour)

09/10/2014 - JP Pervès

(24)

Un bâtiment qui n’est plus étanche

L’eau de la nappe est contaminée dans le réacteur

Fukushima 24

REACTEUR

SOL

Nappe d’eau souterraine

Puits de rabattage de la nappe

Rejet direct après contrôle depuis avril 2014

REACTEURS

130 m ³ /jour

Pompage: 300 à 400 m ³ /jour

Accord avec pécheurs en avril 2014

D’OÙ VIENT CETTE EAU CONTAMINEE

(25)

Effluents liquides: situation tendue, médiatique

• Environ 500.000 m3 (très divers)

• Réservoirs de qualité faible: reprises

• Des stockages encombrants et irradiants

• Une épuration Césium opérationnelle

• Une épuration multi-nucléides arrêtée fin 2013

• Un nouvel équipement prévu fin 2014

Fukushima 25

(26)

16/09/2014 AIDN/Fr : Fukushima (J-P. Pervès) 26

Barrière étanche sol gelé

1 5

3 2 4

BLOQUER LES FUITES/ UN CHANTIER DE GRANDE AMPLEUR

Objectif de réduction des rejets de strontium et césium d’un facteur 150 à 400 en 2015

par rapport à 2013

(et d’un facteur 20 pour le tritium)

Couche géologique étanche

Mi-2015?

(27)

Fukushima 27

L’ESPOIR? Une ceinture de sol gelé? (3 x 27 x 2.000 m) (Essais validés- Réalisation de juin 2014 à avril 2015?)

Couche géologique étanche Sol gelé ep. 3 m et hauteur 27 m

Pompage vers épuration/recyclage

09/10/2014 - JP Pervès

(28)

Fukushima 28

Préparation des

démantèlements

(29)

Le futur: comment démanteler?

• C’est un chantier de dizaines d’années qui s’annonce

• Le gouvernement japonais a créé un Institut international de recherche pour le déclassement nucléaire (IRID **)* (International Research Institute for nuclear Decommissionning)**

 http://irid.or.jp/en/

• Celui ci a lancé en 2013 un concours d’idées pour l’élimination des déchets des cœurs des trois réacteurs détruits lors de l’accident : réponses reçues enjanvier 2014.

Fukushima 29

(30)

Fukushima 30

A été créé en août 2014 au sein du Ministère de

l’économie, du commerce et de l’industrie (METI) une

« Corporation chargée des compensations liées au dommage nucléaire et de facilitation du

**déclassement* ».**

Elle a en charge:

 Donner un avis technique sur le déclassement

 Conduite des déclassements

 Planification et promotion de la R&D

 Soutien du management de TEPCO sur les décisions importants

 Renforcer les coopérations internationales

* Nuclear Damage Compensation and Decommissioning Facilitation Corporation

Experts internationaux: Christophe BEHAR (CEA) + 2 américains et une anglaise

(31)

Fukushima 31

Dr. Douglas Chapin (Chairman), USA , Dr. Rosa Yang, USA , Dr. Adrian Simper, UK Dr. Joel Pijselman, France , Mr. Nikolai Steinberg, Ukraine , Dr. Anton Leshchenko, Russia (Assistant for Chairman, Mr. Robert Coward, USA)

LES PROPOSITIONS DE PROGRAMMES DE R&D

(32)

Fukushima 32

Un exemple de fiche française

Spectroscopie sur plasma induit par laser ou LIBS

(http://irid.or.jp/fd/public/index_en.html)

Laser Nd:YAG Fibre optique

Plasma

(33)

Fukushima 33

DEUX GRANDS THEMES: DEBRIS DU COEUR

Caractéristiques: physiques, mécaniques et thermiques

Caractéristiques neutroniques (criticité)

(34)

16/09/2014 JPP 34

ROBOT DE PUISSANCE ROBOT

D’INVESTIGATION

DEUX GRANDS THEMES

INVESTIGATIONS: accès, prélèvements et diagnostics

(35)

Fukushima 35

PREMIER SYMPOSIUM IRID JUILLET 2014 Identification d’opérations prioritaires

(http://irid.or.jp/en/reports/symposium/)

(36)

Fukushima 36

QUELQUES EXEMPLES DE

DEVELOPPEMENTS EN COURS

(37)

Fukushima 37

REPERAGE DE LA POSITION DU/DES CORIUM PAR « RADIOGRAPHIE » MUON

évaluation bruit de fond en Juillet 2014

(38)

Fukushima 38

REPERAGE DE LA POSITION DU CORIUM

Système optique de mesure tridimensionnelle du corium

(39)

Fukushima 39

ETUDE DE VOIES D’ACCES (étanches?) AU PUITS DE CUVE

(40)

Fukushima 40

Développement d’une large variété d’outils d’accès

(41)

Des situations diverses mais des fuites

sur les enceintes de confinement des

3 réacteurs 1, 2 et 3

2 1

3 1 1

R&D restauration des étanchéités des enceintes de confinement

Fukushima 41

(42)

Fukushima 42

Objectif de suppression d’une fuite en bouchant une gaine de ventilation entre le puits sec et la chambre

de « suppression de la pression»

 Polyester haute ténacité gonflant  étanchéité temporaire

 Mise en place d’un ciment plastique d’étanchéité en amont du polyester

 Essais à échelle ½ pas complètement concluants ETANCHEIFICATION DE

L’ENCEINTE DE CONFINEMENT

 Limitation des débits d’effluents

 Mise en eau de l’enceinte pour

extraction du corium

(43)

Fukushima 43

Essais du robot d’examen de l’extérieur du tore

 Objectif de réparation des fuites avant mise en eau

(44)

Fukushima 44

Stockage a long terme (plus de 10 ans) des

boues et zéolites

résultant du traitement des effluents liquides

(JAEA)

Prise en compte du risque de production par radiolyse d’H ₂ et de

cyanide d’H ₂

Utilisation d’une purge pour l’hydrogène

La production de cyanide n’est pas perceptible

Conteneur en acier

(45)

Fukushima 45

DECONTAMINATION ISOLATION BATIMENT

DIAGNOSTICS PRISES D’ECHANTILLONS

NOYAGE EVACUATION COUVERTURE SUPERIEURE

DIAGNOSTICS PRISES D’ECHANTILLONS

INTERNE CUVE

EVACUATION DEBRIS COEUR

LES PHASES D’ASSAINISSEMENT ET DEMANTELEMENT (plan TEPCO de décembre 2011):

 1 ^ère phase évacuation des assemblages de la piscine du réacteur 4 (fin 2014), puis de celles des réacteurs 1 à 3 (2017/2018)

 2 ^ème phase (dans les 10 ans): évacuation des débris des trois cœurs

 3 ^ème phase (30/40 ans): démolition complète

09/10/2014 - JP Pervès

En cours: sécuriser

Préparation/exploration Démantèlement

(46)

Fukushima 46

Cs-134 : ND Cs-137 : ND All β : ND

Tritium : 3.9 Bq/l (Apr 23, 2014)

ACTIVITE DE L’EAU DE MER

Imperceptible

(47)

JAPAN BASIC ENERGY PLAN

16/09/2014 JPP 47

• Dévoilé le 25 février et voté en avril 2014

• portant sur 20 ans

• Nucléaire maintenu comme une source

d’énergie indispensable, « une énergie de base »

• Huit exploitants ont déposé auprès de l’autorité de régulation des demandes d’autorisation de redémarrage de la production de 17 réacteurs.

• La construction de 3 réacteurs est poursuivie (niveaux de construction 10 %, 40 % et 90 %)

• Poursuite de la mise en service du retraitement

(48)

Fukushima 48