Produits de fission à vie courte

Des produits de fission disparaissent assez rapidement

La grande majorité des produits de fission radioactifs sont à vie courte ou moyenne. Pour la gestion des déchets radioactifs, on parle de vie courte quand la période d’un radioélément est inférieure à 30 ans. Une telle durée de vie nous semble bien longue, mais elle est effectivement courte par rapport à la période de certains produits de fission ou actinides qui se comptent en milliers d’années. Une période radioactive 30 ans, comme celle du césium-137, apparait au contraire très longue quand il faut gérer les contaminations radioactives résultant d’un accident nucléaire. Certains produits de fission ont au contraire des durées de vie très courtes et perdent leur radioactivité en quelques secondes, quelques heures ou quelques jours.

Ces durées sont à comparer au temps de séjour du combustible dans les réacteurs, en principe 3 ans. Quand la période est très courte – par exemple quelques jours – une grande partie des noyaux radioactifs auront retrouvé la stabilité quand le combustible irradié sera sorti du cœur. Ne seront présents à un instant donné que les noyaux fraîchement produits. Par contre si la période radioactive est de l’ordre de quelques années, les noyaux radioactifs s’accumuleront car ils n’auront pas eu le temps de disparaître.

Des exemples de produits de fission à très courte vie sont le xénon-135 (de période 8 heures) et l’iode-131 (de période 8 jours). Le premier est un poison pour la bonne marche du réacteur s’il s’accumule en trop grande quantité. Avide de neutrons, le xénon-135 peut empêcher le redémarrage d’un réacteur conventionnel pendant quelques heures. L’iode-131 a fait partie des produits de fission frais relâchés lors de l’accident de Tchernobyl. Cet élément très mobile (il est volatil) et radioactif a constitué le principal danger immédiatement après l’accident. Dans le cas de Tchernobyl, on estime que 10% des produits de fission présents dans le réacteur se sont retrouvés dans l’atmosphère.

Les produits de fission à vie moyenne les plus gênants sont le césium-137 (30 ans de période) et le strontium-90 (28 ans de période). Ils représentent la source principale de contamination à moyen terme due à l’accident de Tchernobyl et aux essais antérieurs de bombes atomiques.

Les produits de fission sont responsables de pratiquement toute la radioactivité des combustibles irradiés sortis des réacteurs : 99,5 % de l’activité bêta et gamma, 97,6 % de l’activité alpha. Cette activité qui est très forte, s’élève à environ 2,5 millions de Curies (7 x 10 à la puissance 16 becquerels) par tonne d’assemblage de combustible irradié.

C’est pour se protéger de cette radioactivité et la laisser décroître que l’on entrepose quelques années en piscine ces assemblages, d’abord à proximité du réacteur puis en cas de retraitement dans une piscine de l’usine. L’entreposage en piscine a aussi pour objet d’évacuer la chaleur dégagée.

COMPLÉMENT: Évolution d’un fragment de fission