Même à l’arrêt, un réacteur nucléaire ne devient pas totalement inerte. Son combustible interne continue d’émettre de très faibles particules, appelées antineutrinos, et pour la première fois l’expérience Double Chooz a mesuré directement ce signal résiduel. Cette avancée pourrait un jour aider à surveiller du combustible usé sans inspection permanente des installations.
Les antineutrinos sont produits par la désintégration radioactive de fragments issus de la fission. Ils traversent très facilement la matière et sont donc actuellement impossibles à bloquer. Leur émission reflète l’activité nucléaire réelle du combustible, y compris à l’intérieur et après l’arrêt du réacteur.
Centrale nucléaire de Chooz.
Image Wikimedia
Cette propriété intéresse la sûreté et le contrôle des matières nucléaires. Aujourd’hui, les stocks de combustible usé sont suivis par des inventaires, des inspections et des dispositifs de surveillance. Un détecteur d’antineutrinos pourrait apporter un contrôle indépendant, effectué à distance et sans intervenir dans les piscines de stockage.
L’équipe internationale a utilisé les données de Double Chooz, installé près de la centrale de Chooz B, dans les Ardennes en France. Le détecteur le plus proche se trouvait à environ 400 m des deux cœurs et des piscines contenant le combustible retiré. Les mesures ont porté sur un peu plus de 17 jours pendant lesquels les deux réacteurs étaient arrêtés.
Le signal mesuré représente moins de 1 % de celui produit pendant le fonctionnement normal d’un réacteur. Il provient de produits de fission à durée de vie relativement longue.
Les chercheurs estiment que 56 % du signal provenait des cœurs et 44 % des piscines durant les périodes étudiées. Environ 98,7 % des antineutrinos résiduels détectables avaient une énergie inférieure à 3 MeV. Leur intensité diminue progressivement avec le refroidissement du combustible.
À terme, cette méthode pourrait vérifier qu’un stock de combustible reste conforme à l’inventaire déclaré, et elle pourrait aussi suivre l’activité résiduelle après un arrêt ou un incident.