Éléments de comparaison entre les réacteurs CANDU canadiens et les réacteurs à eau bouillante japonais

15 mars 2011

Plusieurs Canadiens se demandent quelles sont les différences entre les réacteurs nucléaires canadiens et les réacteurs qui ont fait l’objet des incidents survenus récemment au Japon. Voici certains renseignements qui peuvent répondre à cette question :

• Quels types de réacteurs sont utilisés au Canada?
• Quels types de réacteurs sont utilisés au Japon?
• En quoi les réacteurs CANDU et les réacteurs à eau bouillante sont-ils différents?
• Qu’arriverait-il aux réacteurs nucléaires canadiens s’il n’y avait aucune alimentation électrique?
• Qu’arriverait-il aux réacteurs nucléaires canadiens lors d’une inondation?
• Qu’arriverait-il aux réacteurs nucléaires canadiens lors d’un séisme?
  

Quels types de réacteurs sont utilisés au Canada?

Tous les réacteurs nucléaires canadiens utilisent la technologie CANDU, conçue au Canada par Énergie atomique du Canada limitée (EACL).

Quels types de réacteurs sont utilisés au Japon?

À l’instar de 11 autres centrales nucléaires japonaises, les réacteurs nucléaires japonais des centrales Daiichi, Daini et Onagawa sont des réacteurs à eau bouillante (REB). Huit centrales japonaises utilisent des réacteurs à eau sous pression (REP).

En quoi les réacteurs CANDU et les réacteurs à eau bouillante sont‑ils différents?

Les réacteurs CANDU utilisent de l’eau lourde pour contrôler les réactions nucléaires. Ils sont exploités depuis 1962 au Canada, et depuis 1972 à l’étranger. À ce jour, 48 réacteurs modérés par eau lourde de conception CANDU sont exploités, en construction, ou en réfection dans le monde.

Dans les REB, la chaleur produite par la fission nucléaire dans le cœur du réacteur fait bouillir l’eau qui circule, produisant ainsi de la vapeur. La vapeur, qui est radioactive, fait tourner une turbine, et est ensuite refroidie dans un condenseur (un échangeur de chaleur refroidie par de l’eau de mer, de l’eau de lac, l’eau d’une large rivière ou au moyen d’une tour de refroidissement) pour être retransformée sous forme liquide, et recirculera dans le réacteur, et ainsi de suite. Les réacteurs CANDU ne permettent pas l’ébullition de l’eau de la boucle primaire. Cette eau extrêmement chaude, qui est également radioactive, circule dans un circuit fermé, entièrement confiné. Le circuit passe par des générateurs de vapeur (échangeurs de chaleur) qui transfèrent la chaleur à la boucle secondaire afin de faire fonctionner les turbines à vapeur et les générateurs électriques qui y sont associés. La vapeur résiduelle, de faible pression, est retournée dans un condenseur, où elle redevient de l’eau et est retournée aux générateurs de vapeur. La vapeur et l’eau de la boucle secondaire des CANDU ne sont pas radioactives; dans le cas où un rejet de la chaleur serait nécessaire, la boucle secondaire pourrait être éventée dans l’atmosphère de façon sécuritaire, et de l’eau ordinaire réintroduite une fois les inventaires d’eau épuisés.

Caractéristiques de sûreté des réacteurs CANDU

Les réacteurs CANDU peuvent être rechargés de combustible alors qu’ils fonctionnent, et font l’objet de douzaines de caractéristiques de sûreté afin de satisfaire aux exigences de sûreté strictes de la Commission canadienne de sûreté nucléaire. Voici certaines de ces caractéristiques de sûreté :

• une conception qui peut faire usage du refroidissement par convection passive des systèmes primaires, afin de maintenir le refroidissement du réacteur en l’absence d’alimentation électrique
• l’utilisation de réservoirs d’eau d’aspersion situés en position élevée dans le bâtiment-réacteur ou l’enceinte de confinement, qui, au moyen de la gravité, peuvent être utilisés pour restaurer l’inventaire du côté secondaire et remplir les générateurs de vapeur, au besoin, assurant la poursuite du rejet de la chaleur dans l’éventualité d’une perte d’alimentation électrique
• l’utilisation de pastilles de combustible d’uranium céramique qui résistent à des températures plus élevées que celles en métal
• deux systèmes d’arrêt indépendants et distincts
• une calandre qui contient l’assemblage des barres de combustible et le modérateur d’eau lourde
• des murs de haute densité en béton armé de presque un mètre d’épaisseur (enceinte de confinement)

Conditions d’autorisation liées à la sûreté au Canada

Tous les réacteurs de puissance canadiens font l’objet de centaines de conditions de sûreté rigoureuses avant qu’ils soient autorisés par la CCSN, notamment la capacité de :

• résister à une grave inondation sans subir de dommages importants; les installations réduisent le risque d’inondation au moyen de digues conçues pour la ligne côtière, de bassins récepteurs, de bermes et d’égouts pluviaux
• exploiter et/ou mettre à l’arrêt sûr lors d’une panne électrique majeure ou complète
• résister de manière sûre aux séismes afin d’assurer :
  • qu’un accident de perte de réfrigérant ne se produise pas
  • que les réacteurs puissent être mis à l’arrêt et demeurer à l’arrêt
  • que la chaleur produite par les réacteurs puisse être retirée
  • que tout rejet de radioactivité nécessaire soit réduit au minimum
  • que l’état du système d’approvisionnement de vapeur puisse être surveillé
  • qu’aucun rejet radioactif au delà des limites permises ne soit le résultat de dommages aux systèmes, sauf le cœur du réacteur
  • qu’en cas de défaillance d’un réacteur, la sûreté des systèmes ou des structures adjacents ne soit pas affectée

L’Association canadienne de normalisation impose une série de spécifications techniques pour les structures et le confinement des centrales nucléaires qui doivent être prises en compte par les entreprises canadiennes afin d’obtenir un permis d’exploitation de la CCSN.

Qu’arriverait-il aux réacteurs nucléaires canadiens s’il n’y avait aucune alimentation électrique?

Dans l’éventualité peu probable de la perte de toutes les sources d’alimentation d’une centrale nucléaire, l’alimentation électrique d’urgence de la centrale fournira l’alimentation électrique à certains systèmes liés à la sûreté, notamment ceux concernant le contrôle, le refroidissement et le confinement du combustible. L’alimentation électrique d’urgence démarre automatiquement si l’alimentation normale est interrompue et peut également être enclenchée manuellement depuis la salle de commande de l’alimentation électrique d’urgence, dans un délai de 30 minutes après en avoir reconnu le besoin. L’alimentation électrique d’urgence est soumise à des tests réguliers (tous les 7 jours, au moins) pour assurer sa disponibilité sur demande.

L’alimentation électrique d’urgence est qualifiée aux plans parasismique et environnemental et dispose d’une réserve de combustible lui permettant de fonctionner sans intervention pendant sept jours. La qualification parasismique exige que l’équipement et les systèmes conservent leurs fonctions spécifiques après un tremblement de terre. La qualification environnementale exige que l’équipement soit protégé contre les fuites de vapeur, les inondations, les feux très intenses ou d’autres accidents qui pourraient le mettre hors d’usage.

L’alimentation électrique d’urgence ressemble aux autres génératrices de secours de la centrale, mais est placée loin de celles-ci, pour limiter le risque qu’elle soit endommagée au cours d’un même événement. Les câbles et l’équipement de commande nécessaires au branchement de l’alimentation électrique d’urgence traversent des zones considérées les moins susceptibles d’être affectées par un événement.

Dans l’éventualité extrêmement improbable où l’alimentation électrique d’urgence deviendrait inutilisable et que toute alimentation serait coupée, tous les réacteurs nucléaires canadiens touchés s’arrêteraient de façon sûre et se stabiliseraient grâce à la conception du système de refroidissement par convection du CANDU. Toutes les tranches seraient ensuite mises en état d’arrêt garanti jusqu’à ce que l’alimentation soit restaurée.

Dans tous les cas de panne électrique touchant les centrales nucléaires canadiennes, la CCSN travaille en étroite collaboration avec les titulaires concernés, d’autres ministères gouvernementaux, et les organismes de sûreté appropriés en vue d’assurer la sûreté des travailleurs, des citoyens et de l’environnement.

Qu’arriverait-il aux réacteurs nucléaires canadiens lors d’une inondation?

Toutes les centrales nucléaires canadiennes sauf une sont situées aux abords de plans d’eau intérieurs qui ne posent aucun risque de tsunamis comme ceux auxquels le Japon est confronté. La centrale nucléaire de Point Lepreau au Nouveau-Brunswick est localisée sur les berges de la baie de Fundy, où des marées de 40 ou 50 pieds se produisent, un facteur qui a été pris en compte dans la conception de cette centrale en particulier.

Toutes les centrales nucléaires canadiennes ont été autorisées sur la base de leur capacité éprouvée à résister à une grave inondation sans subir de dommages importants; les installations réduisent le risque d’inondation au moyen de digues conçues pour la ligne côtière, de bassins récepteurs, de bermes et d’égouts pluviaux.

Dans tous les cas d’inondation touchant les centrales nucléaires canadiennes, la CCSN travaille en étroite collaboration avec les titulaires concernés, d’autres ministères gouvernementaux, et les organismes de sûreté appropriés en vue d’assurer la sûreté des travailleurs, des citoyens et de l’environnement.

Qu’arriverait-il aux réacteurs nucléaires canadiens lors d’un séisme?

Toutes les centrales nucléaires canadiennes ont été autorisées sur la base de leur capacité éprouvée à résister à des événements sismiques comme les tremblements de terre. Les structures et les systèmes ont été conçus de façon à résister aux séismes afin d’assurer :

• qu’un accident de perte de réfrigérant ne se produise pas
• que les réacteurs puissent être mis à l’arrêt et demeurer à l’arrêt
• que la chaleur produite par les réacteurs puisse être retirée
• que tout rejet de radioactivité nécessaire soit réduit au minimum
• que l’état du système d’approvisionnement de vapeur puisse être surveillé
• qu’aucun rejet radioactif au-delà des limites permises ne soit le résultat de dommages aux systèmes, sauf le cœur du réacteur
• qu’en cas de défaillance d’un réacteur, la sûreté des systèmes ou des structures adjacents ne soit pas affectée

L’Association canadienne de normalisation impose une série de spécifications techniques pour les structures et le confinement des centrales nucléaires qui doivent être prises en compte par les entreprises canadiennes afin d’obtenir un permis d’exploitation de la CCSN. La CCSN s’assure que tous les titulaires de permis de centrales nucléaires se conforment aux exigences réglementaires.

Dans tous les cas de séisme touchant les centrales nucléaires canadiennes, la CCSN travaille en étroite collaboration avec les titulaires concernés, d’autres ministères gouvernementaux, et les organismes de sûreté appropriés en vue d’assurer la sûreté des travailleurs, des citoyens et de l’environnement.