Tchernobyl : Évaluation de l'impact radiologique et sanitaire

Le réacteur RBMK-1000
Le RBMK-1000 (voir figure 2) est un réacteur de conception et de
construction soviétiques, à tubes de force, avec modérateur en graphite, qui
utilise un combustible au dioxyde d’uranium faiblement enrichi (2 % de 235 U).
C’est un réacteur à eau ordinaire bouillante dans lequel les turbines sont
alimentées directement en vapeur, sans l’intermédiaire d’un échangeur de
chaleur. L’eau pompée dans la partie inférieure des canaux de combustible bout
à mesure qu’elle remonte dans les tubes de force, produisant de la vapeur qui
alimente deux turbines de 500 MWe (mégawatts électriques). L’eau joue le rôle
de réfrigérant et fournit également la vapeur utilisée pour actionner les turbines.
Les tubes de force verticaux contiennent le combustible au dioxyde d’uranium,
enrobé d’un alliage de zirconium, autour duquel l’eau de refroidissement
circule. Un modèle spécial de machine de chargement et de déchargement du
combustible permet de permuter les faisceaux de combustible sans arrêter le
réacteur.
Le modérateur, qui a pour fonction de ralentir les neutrons afin qu’ils
produisent plus efficacement une réaction de fission dans le combustible, est
constitué par du graphite. On fait circuler un mélange d’azote et d’hélium entre
les blocs de graphite, en grande partie pour empêcher l’oxydation du graphite
mais aussi pour améliorer la transmission de la chaleur dégagée par les
interactions des neutrons dans le graphite, à partir du modérateur jusqu’au canal
de combustible. Le cœur lui-même a environ 7 m de hauteur et 12 m de
diamètre. Il y a quatre pompes principales de circulation du réfrigérant, dont
l’une est toujours en réserve. On contrôle la réactivité ou la puissance du
réacteur en élevant ou en abaissant 211 barres de commande qui, lorsqu’elles
sont abaissées, absorbent les neutrons et réduisent le taux de fission. La
puissance produite par ce réacteur est de 3 200 MWt (mégawatts thermiques) ou
de 1 000 MWe, bien qu’il existe une version plus puissante produisant
1 500 MWe. Divers systèmes de sécurité, s’agissant notamment d’un système
de refroidissement de secours du coeur et de l’obligation de laisser au moins
30 barres de commande insérées, ont été intégrés dans la conception et
l’exploitation du réacteur.
Les réacteurs RBMK ont pour principale caractéristique de posséder un
« coefficient de vide positif ». Cela signifie que, si la puissance augmente ou
que le débit d’eau diminue, la production de vapeur s’accroît dans les canaux de
combustible, de sorte que les neutrons qui auraient été absorbés par l’eau, plus
dense, augmenteront alors le taux de fission dans le combustible. Cependant,
lorsque la puissance augmente, il en va de même de la température du
combustible, ce qui a pour effet de réduire le flux de neutrons (coefficient de
26