Dix ans après l'accident de Fukushima-Daiichi, les opérations de démantèlement sont en cours de dimensionnement. Elles nécessitent notamment d'évaluer finement la génération de particules radioactives lors des actions de découpe du corium. Objectif : mettre en œuvre des mesures préventives dans les divers chantiers de démantèlement, telles que le rabattage des aérosols, les moyens de collecte et de confinement, et de limiter ainsi l'exposition des travailleurs et de l'environnement.
La Japanese Atomic Energy Agency (JAEA) et le consortium français CEA-IRSN-Onet Technologies ont noué une collaboration sur le projet "CORFU".
Sans équivalent dans la littérature, ce projet doit caractériser puis comparer les émissions d'aérosols de corium simulant (sans uranium) et de corium prototypique (avec uranium appauvri) de Fukushima, dans deux configurations bien précises sur la plateforme « accidents graves » PLINIUS de l'institut IRESNE :
- lors de la découpe mécanique de ces échantillons à température ambiante sur la nouvelle installation FUJISAN ;
- lors de leur chauffage à haute température sur l'installation VITI dans des conditions thermiques représentatives des opérations de découpe par méthode laser.
De septembre 2020 à février 2021, l'équipe du département de Technologie Nucléaire (DTN) de l'institut IRESNE impliquée dans le projet a ainsi mené conjointement avec Onet Technologies et l'IRSN un programme de 60 essais sur VITI et FUJISAN. Ces essais ont permis d'étudier les propriétés physiques de quatre compositions représentatives, fabriquées préalablement dans la cellule VULCANO de PLINIUS.
Par la suite, les échantillons à découper ont fait l'objet d'expertises microstructurales et les aérosols collectés d'analyses chimiques par le département de recherche sur les procédés pour la Mine et le Recyclage du Combustible (DMRC) de l'institut ISEC. Les caractérisations poussées des coriums ont fait appel à deux domaines d'expertises distincts. Tout d'abord, les échantillons ont fait l'objet d'une caractérisation directe du solide par microscopie électronique à balayage enrichie de couplage ainsi que par diffraction des rayons X. Puis une analyse chimique élémentaire pour suivre 32 cations a été réalisée après mise en solution totale des coriums, par des techniques spectrales.
Les résultats obtenus indiquent une différence notable entre échantillons prototypiques et simulants, que ce soit sur la taille des aérosols ou leur composition chimique. Ainsi, les échantillons avec uranium restent les plus représentatifs pour étudier les aérosols émis dans la découpe du corium, ils apparaissent comme indispensables à la réalisation d'expériences prédictives du futur chantier de démantèlement.
Les résultats du projet CORFU ont été réceptionnés avec satisfaction par JAEA son client final. Et dès à présent, les équipes des instituts IRESNE et ISEC ont été sollicitées pour poursuivre ces travaux en étudiant de nouveaux échantillons uranium avec des moyens de découpe innovants.