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ITER, risques et système de prévention
Le projet d’installation ITER, dédié à la recherche sur la fusion
thermonucléaire, est basé sur une machine de type « tokamak ».
Le principe consiste à introduire du combustible gazeux [1] dans
une chambre à vide [2] puis de le chauffer à une température
de l’ordre de 100 millions de degrés pour obtenir un plasma
de deutérium-tritium qui produit, par fusion, des neutrons et
des particules. Le chauffage se fait notamment grâce au courant
électrique induit par les bobines d’un solénoïde central [4] et
grâce à des systèmes de chauffage additionnels [3] injectant
des particules électriquement neutres et très énergétiques.
Le plasma est contrôlé et confiné à l’intérieur de la chambre
à vide grâce à des champs magnétiques, d’une puissance
200 000 fois supérieur à celui de la Terre, générés par des
bobines supraconductrices [5 et 6] ainsi que par le solénoïde
central [4]. Des contraintes mécaniques importantes peuvent
exister en cas de dysfonctionnement du plasma, tels que le
déplacement vertical ou la disruption. Le système de diagnostic
du plasma [7] permet de mesurer le comportement et les
performances de celui-ci grâce à des dispositifs implantés sur
les parois internes de la chambre à vide et dans des cellules de
traversées [8].
La chambre à vide est protégée de la chaleur et des neutrons
par des modules de couverture [9] recouverts de béryllium dont
la toxicité nécessite des mesures de protection du personnel
et pour la gestion des déchets. Des dispositions sont prévues
pour prévenir les risques d’explosion interne à la chambre à
vide que pourrait générer la présence d’isotopes d’hydrogène
ou de poussières. Le « divertor » [10], disposé à la base de
COMPRENDRE
la chambre à vide, permet d’extraire les impuretés et les résidus
générés par la fusion ainsi qu’une partie de la puissance produite.
Pour la maintenance, les composants internes de la chambre à vide,
très irradiants, sont extraits et transférés vers un autre bâtiment au
moyen d’équipements et de hottes robotisés [11].
Le tokamak est enfermé dans un cryostat [12] comportant
des écrans thermiques [13] permettant de séparer les bobines,
qui sont à très basses température, des composants à haute
température. La chaleur est transférée à l’extérieur au moyen
d’un circuit de refroidissement à eau [14] constitué de deux boucles
et qui débouchent vers des tours de refroidissement
Les parois de la chambre à vide et des bâtiments ainsi que
la ventilation permettent de confiner le tritium, un isotope de
l’hydrogène faiblement radioactif mais présent en quantité
importante dans l’installation ITER, afin d’éviter sa diffusion dans
l’environnement. Un système de détritiation, installé dans un
bâtiment « tritium », voisin du tokamak, extrait le tritium des gaz
et des liquides afin de le réintégrer dans le cycle du combustible.
Il comporte des recombineurs, des tamis moléculaires et des colonnes
de lavage (dont l’efficacité en situation normale doit être de 99 %
et de 90 % en cas d’incendie)
Le complexe de bâtiments abritant notamment le tokamak et le
bâtiment tritium est fondé sur un radier principal [15] qui repose sur
des appuis parasismiques [16], eux-mêmes implantés sur un radier
inférieur d’isolation sismique.
Les principaux enjeux de sûreté de l’installation sont donc le
confinement des substances radioactives, notamment du tritium, en
situation normales et accidentelles, et la radioprotection notamment
lors des opérations de maintenance sur des composants très irradiants.
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CHAPITRE 14 :
LES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES DE RECHERCHE ET INDUSTRIELLES DIVERSES
Rapport de l’ASN sur l’état de la sûreté nucléaire et de la radioprotection en France en 2015