Publié en ligne 25 octobre 2011 |
Nature
478, 435-436 (2011) | doi: 10.1038 / 478435a
Les données mondiales sur Fukushima défient les estimations japonaises.
La catastrophe de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi en mars a émis beaucoup plus de radiations que ce que le gouvernement japonais a prétendu. Alors conclut une étude1 qui combine des données de radioactivité du monde entier pour estimer l’échelle et le devenir des émissions de l’usine détruite.
L’étude suggère également que, contrairement aux affirmations du gouvernement, les piscines utilisées pour stocker le combustible nucléaire usé ont joué un rôle important dans le rejet du contaminant environnemental à vie longue césium-137, qui aurait pu être évité par une action rapide. L’analyse a été mise en ligne pour examen par les pairs ouvert par la revue Chimie et physique atmosphériques.
Andreas Stohl, un scientifique atmosphérique de l’Institut norvégien de recherche aérienne de Kjeller, qui a dirigé la recherche, estime que l’analyse est l’effort le plus complet à ce jour pour comprendre la quantité de rayonnement émise par Fukushima Daiichi. «C’est une contribution très précieuse», déclare Lars-Erik De Geer, un modélisateur atmosphérique de l’Agence suédoise de recherche pour la défense à Stockholm, qui n’a pas participé à l’étude.
La reconstruction repose sur les données de dizaines de stations de surveillance des rayonnements au Japon et dans le monde. Beaucoup font partie d’un réseau mondial de surveillance des essais d’armes nucléaires qui est géré par l’Organisation du Traité d’interdiction complète des essais nucléaires à Vienne. Les scientifiques ont ajouté des données provenant de stations indépendantes au Canada, au Japon et en Europe, puis ont combiné celles avec de grandes caches européennes et américaines de données météorologiques mondiales.
Stohl prévient que le modèle résultant est loin d’être parfait. Les mesures étaient rares au lendemain de l’accident de Fukushima et certains postes de surveillance étaient trop contaminés par la radioactivité pour fournir des données fiables. Plus important encore, ce qui s’est passé exactement à l’intérieur des réacteurs – un élément crucial pour comprendre ce qu’ils ont émis – reste un mystère qui ne sera peut-être jamais résolu. «Si vous regardez les estimations pour Tchernobyl, vous avez encore une grande incertitude 25 ans plus tard», dit Stohl.
Néanmoins, l’étude offre une vue d’ensemble de l’accident. «Ils ont vraiment adopté une vision globale et ont utilisé toutes les données disponibles», déclare De Geer.
Des chiffres difficiles
Les enquêteurs japonais avaient déjà élaboré une chronologie détaillée des événements qui ont suivi le tremblement de terre du 11 mars qui a précipité la catastrophe. Quelques heures après que le tremblement de terre a secoué les six réacteurs de Fukushima Daiichi, le tsunami est arrivé, détruisant des générateurs de secours diesel cruciaux conçus pour refroidir les réacteurs en cas d’urgence. En quelques jours, les trois réacteurs en service au moment de l’accident ont surchauffé et ont libéré de l’hydrogène gazeux, entraînant des explosions massives. Le combustible radioactif récemment extrait d’un quatrième réacteur était conservé dans une piscine de stockage au moment du tremblement de terre, et le 14 mars, la piscine a surchauffé, provoquant peut-être des incendies dans le bâtiment au cours des prochains jours.
Cliquez pour agrandir l’imageMais rendre compte du rayonnement provenant des plantes s’est avéré beaucoup plus difficile que de reconstituer cette chaîne d’événements. Le dernier rapport du gouvernement japonais, publié en juin, indique que l’usine a émis 1,5 × 1016bequerels de césium-137, un isotope avec une demi-vie de 30 ans qui est responsable de la majeure partie de la contamination à long terme de l’usine2. Une quantité beaucoup plus grande de xénon-133, 1,1 × 1019Bq, a été libéré, selon les estimations officielles du gouvernement.
La nouvelle étude conteste ces chiffres. Sur la base de ses reconstructions, l’équipe affirme que l’accident a libéré environ 1,7 × 1019Bq de xénon-133, supérieur au rejet radioactif total estimé de 1,4 × 1019Bq de Tchernobyl. Le fait que trois réacteurs aient explosé dans l’accident de Fukushima explique l’énorme décompte de xénon, dit De Geer.
Le xénon-133 ne présente pas de risques graves pour la santé car il n’est pas absorbé par le corps ou l’environnement. Cependant, les retombées du césium 137 sont beaucoup plus préoccupantes car elles persisteront dans l’environnement pendant des décennies. Le nouveau modèle montre que Fukushima a publié 3,5 × 1016Bq césium-137, environ deux fois le chiffre officiel du gouvernement, et la moitié du rejet de Tchernobyl. Le nombre plus élevé est évidemment inquiétant, dit De Geer, bien que les enquêtes au sol en cours soient le seul moyen d’établir véritablement le risque pour la santé publique.
Stohl estime que l’écart entre les résultats de l’équipe et ceux du gouvernement japonais peut s’expliquer en partie par le plus grand ensemble de données utilisé. Les estimations japonaises reposent principalement sur les données des postes de surveillance au Japon3, qui n’a jamais enregistré les grandes quantités de radioactivité qui ont soufflé au-dessus de l’océan Pacifique et ont finalement atteint l’Amérique du Nord et l’Europe. «Il est essentiel de prendre en compte les radiations qui ont dérivé vers le Pacifique pour avoir une image réelle de l’ampleur et du caractère de l’accident», déclare Tomoya Yamauchi, physicien des rayonnements à l’Université de Kobe qui a mesuré la contamination par radio-isotopes dans le sol autour de Fukushima. .
Cliquez pour l’image complèteStohl ajoute qu’il est sympathique aux équipes japonaises responsables de l’estimation officielle. «Ils voulaient sortir quelque chose rapidement», dit-il. Les différences entre les deux études peuvent sembler importantes, note Yukio Hayakawa, volcanologue à l’Université de Gunma qui a également modélisé l’accident, mais les incertitudes dans les modèles signifient que les estimations sont en fait assez similaires.
La nouvelle analyse affirme également que le combustible usé stocké dans la piscine de l’unité 4 émettait de grandes quantités de césium-137. Les autorités japonaises ont soutenu que pratiquement aucune radioactivité ne s’échappait de la piscine. Pourtant, le modèle de Stohl montre clairement que l’arrosage de la piscine avec de l’eau a entraîné une baisse sensible des émissions de césium 137 de l’usine (voir «Crise des radiations»). La découverte laisse entendre qu’une grande partie des retombées aurait pu être évitée en inondant la piscine plus tôt.
Les autorités japonaises continuent d’affirmer que le combustible usé n’est pas une source importante de contamination, car la piscine elle-même ne semble pas subir de dommages majeurs. «Je pense que la sortie de l’unité 4 n’est pas importante», déclare Masamichi Chino, un scientifique de l’Autorité japonaise de l’énergie atomique à Ibaraki, qui a contribué à l’élaboration de l’estimation officielle japonaise. Mais De Geer dit que la nouvelle analyse impliquant le pool de carburant “semble convaincante”.
La dernière analyse montre également que le xénon-133 a commencé à s’échapper de Fukushima Daiichi immédiatement après le séisme et avant que le tsunami n’inonde la région. Cela implique que même sans l’inondation dévastatrice, le tremblement de terre à lui seul a suffi à causer des dommages à l’usine.
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Le rapport du gouvernement japonais a déjà reconnu que les secousses à Fukushima Daiichi dépassaient les spécifications de conception de l’usine. Les militants antinucléaires craignent depuis longtemps que le gouvernement n’ait pas correctement pris en compte les risques géologiques lors de l’autorisation des centrales nucléaires (voir Nature 448, 392–393; 2007), et l’odeur du xénon pourrait inciter à repenser en profondeur les évaluations de la sûreté des réacteurs, dit Yamauchi.
Le modèle montre également que l’accident aurait facilement pu avoir un impact beaucoup plus dévastateur sur les habitants de Tokyo. Dans les premiers jours qui ont suivi l’accident, le vent soufflait vers la mer, mais dans l’après-midi du 14 mars, il est retourné vers le rivage, apportant des nuages de césium-137 radioactif sur une vaste étendue du pays (voir “ Reconstruction des radioisotopes ”). Là où les précipitations sont tombées, le long des chaînes de montagnes centrales du pays et au nord-ouest de l’usine, des niveaux plus élevés de radioactivité ont ensuite été enregistrés dans le sol; heureusement, la capitale et d’autres régions densément peuplées ont connu un temps sec. «Il y a eu une période où une concentration assez élevée est passée au-dessus de Tokyo, mais il ne pleuvait pas», explique Stohl. “Cela aurait pu être bien pire.”
Reportage supplémentaire de David Cyranoski et Rina Nozawa.
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Les références
- Stohl, A. et coll. Atmos. Chem. Phys. Discuter. 11, 28319-28394 (2011). | Article |
- www.kantei.go.jp/foreign/kan/topics/201106/iaeahoukokushoe.html
- Chino, M. et coll. J. Nucl. Sci. Technol. 48, 1129-1134 (2011). | Article | ChemPort |
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