17.07.2014

Fukushima-Daiichi: à l’intérieur des réacteurs grâce à la tomographie par muons

L’Américain Los Alamos National Laboratory (LANL) souhaite obtenir des informations sur l’état des cœurs de réacteur présents à Fukushima-Daiichi en utilisant le rayonnement cosmique. Pour cela, il a annoncé le 18 juin 2014 avoir conclu un partenariat avec le Japonais Toshiba Corporation.

Le partenariat conclu entre LANL et Toshiba porte notamment sur l’utilisation de la tomographie dite par muons, une technologie largement développée par LANL. D’après LANL, la technique d’imagerie permet aux exploitants nucléaires d’obtenir des informations sur l’emplacement et l’état du combustible présent dans le cœur d’un réacteur sans qu’aucun contact ne soit nécessaire. Elle doit notamment contribuer à procéder au démantèlement des deux tranches accidentées de Fukushima-Daiichi de manière sûre et rapide. «D’après nos derniers travaux, la diffusion de muons à travers les constructions permettra d’obtenir des images des matières nucléaires avec une haute résolution», a expliqué Duncan McBranch, CTO de LANL. «L’étude du cœur du réacteur, notamment en cas de fusion du combustible, fait partie des travaux les plus difficiles et les plus longs après un accident nucléaire.» Pour M. McBranch, les techniques invasives telles que la vidéo-endoscopie ou l’utilisation de robots augmentent le risque de libérer une radioactivité supplémentaire. Les méthodes ne renverraient par ailleurs qu’une image localement limitée.

«Regarder à travers» grâce aux muons

La tomographie par muons, également appelée Cosmic Ray Radiography, se base sur les particules élémentaires du même nom, générées naturellement et en continu par le rayonnement cosmique dans l’atmosphère terrestre supérieure et qui déferlent sur nous en permanence. Dans le cadre de leur méthode de mesure, les scientifiques du LANL utilisent la propriété selon laquelle les muons sont dispersés au moment où ils traversent la matière. Etant donné que les muons d’éléments lourds le sont davantage que les autres, la méthode fonctionne particulièrement bien avec les éléments tels que l’uranium. Deux détecteurs de muons entre lesquels se trouve l’objet à étudier fournissent les données requises.

Une technologie améliorée

Cette technologie a déjà été utilisée pour «regarder à travers» les pyramides de Giseh. D’après ses propres indications, LANL a depuis sensiblement amélioré la méthode. Les scientifiques ont commencé les travaux quelques semaines après le séisme dévastateur de mars 2011, et publié la documentation du LANL «Cosmic Ray Radiography of the Damaged Cores of the Fukushima Reactors» environ un an et demi plus tard. Ils y indiquent que leur méthode améliorée est davantage adaptée à l’étude des matières nucléaires sans contact que la tomographie par muons traditionnelle.

LANL continuera à soutenir le développement de détecteurs de muons adaptés dans le cadre de son nouveau partenariat avec Toshiba.

La technologie améliorée de tomographie par muons pourrait également être utilisée à travers le monde pour lutter contre le commerce illicite de matières nucléaires. D’après ses propres indications, LANL a déjà introduit les premières étapes en vue de commercialiser sa méthode de mesure.

LANL a procédé à des simulations par ordinateur afin d’améliorer la tomographie par muons. L’image montre la configuration de mesure schématique.
Source: LANL
Source: 
M.B./C.B. d’après un communiqué de presse du LANL du 18 juin 2014, et Borozdin K., et al.: Cosmic Ray Radiography oft the Damaged Cores of the Fukushima Reactors, Physical Review Letters, du 12 septembre 2012