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Les risques de criticité dans les usines et laboratoires nucléaires

La prévention des risques de criticité

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La page précédente met en évidence les multiples moyens pouvant permettre de prévenir les risques de criticité. Il s'avère que le seul fait de limiter un ou plusieurs paramètres "opérationnels" peut suffire à maintenir un système contenant des matières fissiles dans un état sous-critique.

Ces paramètres peuvent être la concentration en matières fissiles des solutions, les dimensions des appareils, la quantité de matières fissiles et celle de matériaux modérateurs. Il peut également être fait appel à des matériaux neutrophages (ou poisons neutroniques).

Dans une analyse de sûreté, la première étape consiste, à partir du procédé, du type de matières mises en œuvre et des flux maximaux de matières envisagés, à sélectionner le ou les paramètres qui permettront d’assurer la sous-criticité dans une unité de travail (ou unité de criticité). Cette étape se conclut par le choix d'un mode de contrôle de la criticité (géométrie, masse, modération, concentration, empoisonnement) et d’un ou de milieux fissiles de référence. En général, ce choix est en grande partie piloté par le procédé mis en œuvre, son dimensionnement (capacité) et la nécessité de limiter les contraintes opérationnelles.

Le milieu fissile de référence est un milieu fissile enveloppe conduisant à des paramètres critiques enveloppant ceux de tous les milieux fissiles susceptibles d'être rencontrés dans l'installation en fonctionnement (normal ou anormal), compte tenu du mode de contrôle de la criticité retenu. Le milieu fissile de référence peut, pour un équipement donné, différer selon les scénarios analysés (notamment si ces scénarios conduisent à une modification de la forme physico-chimique de la matière fissile). Le milieu fissile de référence et le mode de contrôle sont définis pour une unité de criticité (par exemple, boîte à gants, ensemble de boîtes à gants, cellule, conteneur de transport…).

En pratique, pour déterminer les limites imposées aux paramètres associés au mode de contrôle de la criticité et au milieu fissile de référence associé, il est nécessaire de rechercher la combinaison des paramètres la plus défavorable eu égard aux scénarios retenus au regard des risques de criticité et d'en déduire les paramètres enveloppes pour la sûreté. Les paramètres non retenus au titre du mode de contrôle de la criticité peuvent prendre des valeurs quelconques.

La définition d’un mode de contrôle, d’un milieu fissile de référence et d’une unité de criticité conduit ensuite, en toute logique, à la mise en place de moyens de contrôle adaptés pour garantir le respect des limites des paramètres de criticité associés au mode de contrôle (pesées pour le contrôle de la masse, analyses chimiques pour le contrôle de la concentration, mesures de l’acidité pour garantir l’absence de précipitation…).

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