Les rejets radioactifs les plus importants se produisent au moment de l’explosion du réacteur.
L’énergie libérée par l’explosion entraîne l’émission brutale, à l’atmosphère, des produits radioactifs contenus dans le coeur du réacteur nucléaire, jusqu’à plus de 1 200 mètres de hauteur. Les rejets se poursuivent jusqu’au 5 mai, sous l’effet de l’incendie consécutif à l’accident, puis de la chaleur résiduelle dégagée par les restes du coeur détruit par l’accident.
Au total, ce sont près de 12 milliards de milliards de becquerels qui, en 10 jours, partent dans l’environnement, soit 30 000 fois l’ensemble des rejets radioactifs atmosphériques émis en une année par les installations nucléaires alors en exploitation dans le monde. La grande majorité (84 % de l’activité totale rejetée) des éléments radioactifs avaient une période radioactive inférieure à un mois.
| Type d'élément |
Radionucléide |
Symbole |
Période
radioactive |
Activité totale
rejetée
(x1015 Bq) |
| Gaz inerte |
Xénon 133 |
133Xe |
5.3 jours |
6 290 |
|
Eléments
facilement
volatils |
Iode 131 |
131I |
8 jours |
630-1740 |
| Césium 134 |
134Cs |
2,2 ans |
18-44 |
| Césium 137 |
137Cs |
30,2 ans |
37-90 |
| Tellure 132 |
132Te |
78 heures |
400-1000 |
|
Eléments
volatilité
intermédiaire |
Ruthénium 103 |
103Ru |
39,6 jours |
170 |
| Ruthénium 106 |
106Ru |
1 an |
59 |
|
Eléments
peu
volatils |
Strontium 90 |
90Sr |
28 ans |
8,1 |
| Strontium 90 |
90Sr |
28 ans |
8,1 |
| Baryum 140 |
140Ba |
12,8 jours |
180 |
|
Eléments
réfractaires
(non volatils) |
Zirconium 95 |
95Zr |
64 jours |
155 |
| Cérium 141 |
141Ce |
33 jours |
144 |
| Cérium 144 |
144Ce |
285 jours |
137 |
| Neptunium 239 |
239Np |
2,4 jours |
1440 |
| Plutonium 238-239-240 |
Pu |
- |
~ 0,9 |
| Plutonium 241 |
241Pu |
13,2 ans |
5,9 |
| Curium 242 |
242 Cm |
163 jours |
~ 0,9 |
Estimation de l’activité des principaux radionucléides rejetés lors de l’accident de Tchernobyl (Robeau, 2001)
Le panache radioactif
Entre le 26 avril et la mi-mai 1986, le panache radioactif dissémine des éléments radioactifs tels que l’iode 131, le césium 134 et le césium 137 sur la plupart des pays d’Europe.
Au fil du temps, cette dispersion entraîne la dilution des éléments radioactifs dans l’air. Une partie des aérosols se dépose sur le trajet, appauvrissant progressivement le nuage radioactif. Enfin, les éléments radioactifs ayant une demi-vie très courte (quelques heures) disparaissent rapidement par décroissance radioactive dans le panache. Ainsi, la concentration des éléments radioactifs dans l’air, qui dépassait le 26 avril les 10 millions de becquerels par mètre cube (Bq/m3) autour du réacteur accidenté, diminue en s’éloignant et n’atteint au maximum que quelques dizaines de becquerels par mètre cube le 1er mai en France.
Le déplacement du panache
Dans un premier temps, le vent emporte vers le nord-ouest les matières radioactives rejetées le 26 avril. Parvenu au-dessus des pays baltes puis de la Scandinavie le 28 avril, ce panache est rabattu vers l’est, puis vers le sud, ramenant les polluants vers l’Europe centrale et les Balkans.
Le panache correspondant aux rejets du 27 avril se dirige vers l’Europe de l’Ouest, l’Allemagne, la France et le nord de l’Italie, où il parvient entre le 30 avril et le 5 mai, avant d’être repris par un vent du sud qui le conduit sur les îles britanniques, épargnant ainsi l’Espagne et le Portugal. Les rejets émis par la centrale à partir du 28 avril sont emportés vers l’est et le sud, en direction de la Russie, du Caucase, de la Méditerranée orientale et de l’Europe centrale.
Avec le temps, les matières radioactives correspondant aux différents rejets et trajectoires se mélangent pour former une masse d’air contaminée qui recouvre la majeure partie de l’Europe à des concentrations de plus en plus faibles. Ces éléments radioactifs continuent ensuite de se disperser dans l’ensemble de l’hémisphère nord et sont détectés en Amérique du Nord et au Japon, en concentrations extrêmement faibles.
Modélisation du déplacement du panache radioactif à l'échelle de l'Europe
En 2005, l'IRSN a réalisé une simulation du déplacement au dessus de l'Europe du panache radioactif provoqué par l'accident de Tchernobyl en 1986.
Cette modélisation a été réalisée grâce à une nouvelle génération de modèles opérationnels de dispersion atmosphérique que l'IRSN a développés pour être utilisés en cas de crise nucléaire.
Pour qualifier son nouveau modèle de dispersion à longue distance, l’IRSN l’a appliqué au rejet atmosphérique de césium 137 provoqué par l’accident de Tchernobyl, en reconstituant les conditions météorologiques observées en Europe au cours des jours ayant suivi l’accident.
Ce modèle a calculé la répartition de la contamination de l’air au niveau du sol à l’échelle de l’Europe, quart d’heure après quart d’heure, entre le 26 avril et le 10 mai 1986.
Les résultats ainsi obtenus ont ensuite été comparés aux résultats de mesure acquis en Europe au cours de la même période, ce qui a permis de constater une concordance satisfaisante.
En France
En France, la contamination de l’air jour par jour a pu être reconstituée à partir des mesures de la radioactivité sur des prélèvements d’air réalisé par les stations de surveillance du SCPRI et du CEA.
Le césium 137 constitue un excellent traceur de l’évolution de la contamination de l’air ; son augmentation dans l’air a été observée au cours du 30 avril 1986 ; les contaminations les plus élevés ont été atteintes les 1er et 2 mai, mais à un niveau très faible comparé à ce qui a été observé au voisinage de la centrale de Tchernobyl ; à partir du 6 mai, l’activité a décru fortement sur le pays.
Les principaux éléments radioactifs mesurés dans l’air au début mai 1986, sont par ordre décroissant de concentration :
Les autres radionucléides présents dans l’air ont évolué sensiblement à l’identique du césium 137 :
Évolution des activités volumiques du césium 137 (Cs137), de l’iode 131 (I131), de l’iode 132 + tellure 132 (I132+Te132) et du ruthénium 103 (Ru103) dans l’air, mesurées entre le 29 avril et le 9 mai 1986 sur la station d’observation de Verdun (IPSN)
Pour en savoir plus :