Accident de criticité - Définition
Un accident de criticité désigne un accident nucléaire provoqué par une réaction nucléaire en chaîne involontaire et incontrôlée dans un combustible nucléaire fissile comme l'uranium ou le plutonium. Cet événement, grave et souvent mortel, nécessite à minima une masse critique de matière nucléaire. Le combustible est alors le siège d'une réaction en chaîne au cours de laquelle se produit un grand nombre de fissions en un court laps de temps. Il se dégage alors une quantité dangereuse de rayonnement ionisant, sous forme de neutrons et de rayons X ou gamma. Les témoignages font souvent état d'un flash bleu, résultant de l'effet Tcherenkov.
L'accident peut être mortel pour les personnes à proximité du siège de l'accident ; elles développent généralement le syndrome d'irradiation aiguë (maladie des rayons) dans les heures suivantes. Dans les cas de manipulation manuelle, l'opérateur est généralement exposé à un équivalent de dose de plusieurs dizaines de sieverts et décède en quelque jours. On notera qu'un accident de criticité ne peut pas produire d'explosion nucléaire. L'accident peut être dangereux pour la population aux abords de l'installation en cas de contamination radioactive.
Cas réels connus
Des accidents de criticité se sont produits en contexte civil et militaire :
- 21 août 1945, Laboratoire national de Los Alamos, Nouveau-Mexique (USA)
- 21 mai 1946, Laboratoire national de Los Alamos, Nouveau-Mexique (USA)
- 15 octobre 1958, Institute of Nuclear Sciences à Vin?a (Yougoslavie)
- 23 juillet 1964, Wood River Junction à Charlestown Rhode Island (USA)
- 23 septembre 1983, Constituyentes (Argentine)
- 30 septembre 1999, Tokaimura, Ibaraki (Japon)
Causes d'un tel accident
Un accident de criticité peut être lié à une erreur humaine ou une défaillance d'un équipement durant laquelle un paramètre dépasse son seuil critique. Cet état peut être atteint par un non-respect de procédure (utilisation d'un conteneur de trop grand diamètre pour une solution concentrée de plutonium) ou de manipulation (transfert d'une solution concentrée dans un équipement de géométrie quelconque). Il peut aussi résulter d'une perte de géométrie (rupture de confinement) ou d'une agression externe (séisme, inondation).
Prévention
La physique nucléaire permet de prédire à partir de quelle valeur un paramètre (masse, diamètre, volume, concentration…) permet de rendre critique un équipement ou une installation, en fonction du type de combustible (uranium, plutonium), de sa nature (composé chimique, concentration lorsqu'il est dans une solution), de la géométrie de l'équipement et de son environnement. Ces calculs complexes, mettant en jeu des hypothèses pessimistes, permettent de vérifier a priori les procédures afin de s'assurer que la criticité ne peut jamais atteinte. Des marges amont et des mesures de sécurité adaptées sont prises pour se prémunir contre les erreurs humaines et les défaillances.