Bonjour,

Puisque Tepco lui-même a finalement reconnu le 16/5 que corium il y avait, ce fil se propose de donner quelques détails sur ce curieux corium.

Commençons par un complément du document évoqué hier sur le fil "informations" ; Il s'agit d'une simulation de "blackout station" c'est à dire de la perte totale d'alimentation électrique dans la salle de contrôle d'un réacteur à eau bouillante, effectuée par l'ORNL/OSTI/DOE, le laboratoire National Américain d'Oak Ridge en 1981. La situation évoque un accident majeur (perte totale et prolongée d'énergie) dans la centrale de l'unité 1 de la centrale de Browns Ferry, située sur la rivière Tennessee, dans l’État de l'Alabama aux USA.

Le réacteur visé par cette simulation est un BWR General Electric de 1152 MW similaire aux unités 2 et 3 touchées par l'accident de Fukushima (GE Mark1 BWR-4) mais plus récent et plus puissant.

Voici le résultat "timeline" de cette étude ; En ordonnée : l'épaisseur du radier en béton (800 cm) situé sous la piscine de suppression et en abscisse le temps en minutes après le "blackout".



Résumé de cette étude : La cuve (RPV) lâche après 7 heures et les 8m d'épaisseur du ravier en béton sont complétement percés par le corium en 14 heures.

Le document original de 1981 est téléchargeable sur le site de l'ORNL :

http://www.ornl.gov/info/reports/1981/3445600211884.pdf

Wouha... percer 8 m de béton en 14h

Bien mieux que mon perfo... et moins fatigant !

Poursuivons sur le corium, maintenant que nous savons qu'il perce du béton rapidement, de quoi est-il composé ?

C'est un mélange de "choses" qui ont fondu dans la cuve d'un réacteur à la suite d'un accident de criticité (surchauffe).

Ce corium se forme quelques heures après la perte totale et prolongée d'énergie nécessaire (blackout station) pour ralentir les transferts thermiques de la puissance résiduelle d'un cœur de réacteur.

En effet, l'arrêt d'urgence (procédure "scram") ne stoppe pas complétement le réacteur ; En cas de défaut de refroidissement la puissance résiduelle ne diminue pas mais tend plutôt à augmenter. La température et la pression commencent alors à croitre rapidement dans le cœur, les pastilles de combustible s'échauffent, le niveau d'eau diminue dans la cuve et découvre un peu plus les "crayons", ce qui provoque un peu plus de chaleur, etc.

C'est une réaction en chaine qui ne peut être ralentie voire stoppée que par une reprise de l'alimentation électrique primaire, secondaire ou tertiaire dans un délai d'environ 8 heures après la coupure.

Les éléments du cœur se décomposent donc rapidement sous l'effet d'une chaleur intense et l'ensemble finit par former un magma porté à environ 2800° C qui s'auto-entretient. On a souvent comparé le corium à de la lave ou du magma, ce n'est pas tout à fait exact car le corium puise sa température de l'intérieur alors qu'une coulée de lave finit par s'éloigner pour finalement se détacher de sa source principale ; La lave se trouve finalement isolée thermiquement et refroidit relativement rapidement.

D’où le combustible puise t-il cette énergie incroyable ? Il faut savoir qu'une simple "pastille" de 7g de combustible dégage autant d'énergie qu'une tonne de charbon dans un volume extrêmement restreint ; Un crayon de combustible est composé de 360 pastilles ; Un assemblage contient 60 crayons et un cœur contient de 400 (réacteur 1) à 548 (réacteurs 2 et 3) assemblages. Au total : de 8,6 millions à 11,8 millions de pastilles par réacteur.

Qu'en est-il de la masse du corium ? Elle est estimée à environ 50 tonnes dans le réacteur 1 et environ 2 fois plus dans les réacteurs 2 et 3, plus puissants donc comportant plus de combustible.

S'il se confirme que les 3 cœurs ont intégralement fondu, il s'agit donc d'environ 250 tonnes de corium se situant - à ce jour - dans un espace indéfini mais compris dans le meilleur des cas entre le bas de cuve RPV (c'est assez peu probable) et l'affleurement de la nappe océanique sous le site de Fukushima, quelques dizaines de mètres sous les réacteurs.

Si on pense au réacteur n°3 dont la température augmentait régulièrement avant injection d'acide borique, on peut supposer qu'il reste encore quelque chose dans la cuve?

Bonjour Nat,

A priori l'acide borique semble avoir "touché" sa cible donc une partie au moins du corium serait encore en cuve. Maintenant il faut rester très circonspect car Tepco est loin de diffuser toutes les infos en temps réel et il n'est pas impossible qu'il nous manque un ou plusieurs éléments.

La température du 3 baisse peut-être également au fur et à mesure de l’excursion du corium c'est à dire de son éloignement des capteurs de température du RPV.

L'interview de Roland Debordes, président de la CRIIRAD, qui évoque la formation du corium et la situation actuelle à Fukushima :

http://www.lexpress.fr/actualite/monde/fukushima-les-japonais-avancent-a-l-aveugle_994563.html?xtor=x

Tres intéressant cet article, petite question en passant:

-quel est le processus qui "perce" le béton ? J'imagine que ca doit être un mélange entre fusion, évaporation, chocs thermiques et compagnie... Mais j'ai du mal a imaginer ou s'en va le volume de béton qui occupait le trou ? Se "joint il au "magma", part il dans l’atmosphère ou sur les bord du trou poussée par le "poids" du corium qui s'enfonce ?...

Après si il continu a creuser, c'est pratique remarque, le magma radioactif va rejoindre celui du centre de la terre et zou il y a plus qu'a boucher le trou...

Bonsoir

engos a écrit:

-quel est le processus qui "perce" le béton ? J'imagine que ca doit être un mélange entre fusion, évaporation, chocs thermiques et compagnie... Mais j'ai du mal a imaginer ou s'en va le volume de béton qui occupait le trou ? Se "joint il au "magma", part il dans l’atmosphère ou sur les bord du trou poussée par le "poids" du corium qui s'enfonce ?... Après si il continu a creuser, c'est pratique remarque, le magma radioactif va rejoindre celui du centre de la terre et zou il y a plus qu'a boucher le trou...

Pour avoir fait des recherches bibliographiques lorsque j'étais sur les bancs du CNAM, pas tout neuf, le corium va en fait vaporiser le béton et produire des aérosols.
Si je me souviens bien c'était une taille de l'ordre du micron (je vérifierais avec mes documents au bureau). C'est comme ça que disparait le béton.
Évidemment les interactions font que ces aérosols sont alors chargés avec des produits radioactifs, soit de mainière homogène soit par dépôt en surface de l'aérosol.
KLOUG

Whow ! Donc vu l’épaisseur de béton a vaporiser, ça doit faire un joli petit nuage bien cracra...

Decidement, il doit pas faire bon habiter sous le vent de la centrale...

Merci pour les précisions Kloug. La question de la décroissance radioactive du corium se pose évidemment ; Le tableau ci-dessous publié par l'UCI montre que 2 mois après la fusion du combustible, la chaleur produite par la radioactivité représente environ 30% de la puissance initiale et environ 10% une année après l’événement.



En supposant que le dégagement de chaleur initial suite à la fusion totale du cœur du 1 (soit le 12 mars d'après la Tepco) soit de 50 MW par Kilo de combustible, ceci représenterait 70000*50= 3.5*10exp+6 MW pour le réacteur 1 donc une puissance résiduelle à éliminer d'environ 1 TW à ce jour (calculs non vérifiés suite à un manque de temps).

Ces chiffres sont astronomiques à première vue...

Oops.. J'ai oublié de poster la source du tableau :
http://allthingsnuclear.org/post/5751562346/decay-heat-in-fukushima-reactors (Anglais)

Et il s'agit bien de données de l'UCS (Union of Concerned Scientists) et non des cyclistes lol...

interaction corium béton ( ICB donc )
Compte tenu de la température importante des matériaux fondus en provenance de la cuve
(Toxydes > 2500 K) entretenue par la puissance résiduelle et de la température de fusion du béton
(autour de 1600 K pour un béton siliceux), l’ICB se traduit principalement par la fusion des parois du
puits de cuve. Le béton étant composé majoritairement de SiO2, CaCO3 et H2O, sa décomposition
conduit au relâchement dans le bain de phases condensées (SiO2, CaO) et gazeuses (H2O, CO2). Le bain
de corium contient donc les oxydes lourds en provenance du coeur (UO2, ZrO2), les oxydes légers en
provenance du béton (principalement SiO2 et CaO) et des métaux (Fe, Cr, Ni, Zr), le tout étant soumis
au brassage induit par les gaz de décomposition du béton. Le mélange éventuel des métaux avec les
espèces oxydes condensées ou gazeuses peut donner lieu à des réactions d’oxydation potentiellement
exothermiques et productrices de nouvelles espèces gazeuses, telles que H2, CO et SiO(g).
:
http://www.irsn.fr/FR/Larecherche/Formation_recherche/Theses/Theses-soutenues/DPAM/Documents/2010-these-introini.pdf

http://www.irsn.fr/FR/Larecherche/publications-documentation/Publications_documentation/BDD_publi/DSR/SAGR/Documents/rapport_RetD_AG_VF.PDF