Site de Hanford

Site de Hanford (États-Unis)
Site de Hanford, Richland, Washington
Site de Hanford ,
Richland,
Washington
Laboratoire national d'Oak Ridge, Oak Ridge, Tennessee
Laboratoire national d'Oak Ridge ,
Oak Ridge,
Tennessee
Test Trinity, White Sands Missile Range, Nouveau Mexique
Test Trinity ,
White Sands Missile Range,
Nouveau Mexique
Quelques emplacements du projet Manhattan
Carte des différentes zones du site de Hanford
Plaque de rue du site de Hanford

Le site de Hanford est un complexe nucléaire américain situé sur le fleuve Columbia, dans le sud-est de l' État de Washington , près de la ville de Richland . La zone a une superficie de 1517 km², soit deux fois la superficie de Hambourg . La plupart se trouvent dans le comté de Benton . En 1943, la construction de l'usine débute dans le plus strict secret dans le cadre du projet Manhattan sous le nom de « Hanford Engineer Works » ou « Site W ». À cette fin, le gouvernement fédéral a acheté les villes de White Bluffs et Hanford et les terres agricoles environnantes. Tous les résidents ont été relocalisés.

Le but principal du site de Hanford pendant la Seconde Guerre mondiale et la guerre froide était la production de plutonium pour les armes nucléaires . Le plutonium produit à Hanford a été utilisé pour construire la première bombe atomique. Cela a été enflammé dans la zone d'essai de Trinity près d' Alamogordo au Nouveau-Mexique . De plus, c'est pour la bombe Man Fat , sur Nagasaki (le Japon a été largué) qui a été utilisée. Hanford est considéré comme l'endroit le plus radioactivement contaminé de l'hémisphère occidental. Au total, 110 000 tonnes de combustible nucléaire ont été produites ici. Après des travaux préparatoires, la plus grande campagne de décontamination au monde est menée à Hanford depuis 2001 pour éliminer en toute sécurité les déchets radioactifs et toxiques qui ont surgi au cours des 50 ans de production de plutonium pour les armes nucléaires américaines.

La majeure partie de Hanford se trouve dans le comté de Benton , mais environ 20% de l'autre côté du fleuve Columbia sont constitués du comté de Grant et des comtés de Franklin . Ce terrain faisait partie de la ceinture de sécurité autour de l'installation, n'est pas contaminé et a déjà été défriché. Il a été vendu aux particuliers et aux entreprises; pendant ce temps, il y a à nouveau des champs irrigués et des vergers. En 2000, d'autres parties de l'ancienne ceinture de sécurité ont été désignées réserve naturelle du monument national de Hanford Reach .

La contamination du site a pu être détectée dans la faune et la flore locales en 2010. Les plantes (par exemple les chariots ) et les animaux (par exemple les souris ou les lapins) absorbent le matériel contaminé et le répartissent sur le site. Même le terrain qui a déjà été décontaminé doit être examiné encore et encore pour des traces suspectes.

Histoire de la centrale nucléaire de Hanford

En juillet 1942, le Comité de l' uranium de l' Office d' État de la recherche scientifique et du développement (OSRD) a lancé un programme de recherche intensif sur le plutonium au Laboratoire métallurgique de l' Université de Chicago (MetLab). À l'époque, le plutonium était un élément rare qui n'avait été isolé que neuf mois plus tôt dans un laboratoire de l'Université de Californie .

Sélection de Hanford

En juin 1942, l' Army Corps of Engineers a créé le Manhattan Engineer District (MED), mieux connu sous le nom de Manhattan Project , pour fabriquer du plutonium et de l'uranium à l'échelle industrielle pour les MetLabs. En novembre 1942, DuPont a signé un contrat pour construire une telle installation. DuPont a recommandé que la production de plutonium soit éloignée de la production d'uranium à Oak Ridge National Laboratory , Tennessee .

L'emplacement idéal doit répondre aux exigences suivantes:

  • un grand terrain isolé
  • une zone de danger sécurisée d'au moins 19 km × 26 km
  • Espace pour les laboratoires, à au moins 13 km du réacteur le plus proche ou de l'installation d'enrichissement la plus proche
  • aucune ville de plus de 1000 habitants dans un rayon de 32 km de la zone de danger
  • pas de routes principales, de voies ferrées et de colonies de travailleurs à moins de 16 km de la zone de danger
  • approvisionnement en eau propre et fiable
  • assez d'électricité
  • base solide pour bâtiments massifs

Après une recherche intensive et une présélection, le général Leslie Groves , chef du projet Manhattan, avait le choix entre cinq emplacements. Il a choisi Hanford en décembre 1942 comme «idéal à tous égards» (Matthias 1987) - à l'exception des villages de White Bluffs et Hanford. Le général Groves a fondé les Hanford Engineer Works au début de février 1943. Le gouvernement fédéral a exproprié le terrain et a transféré la population des deux localités. En raison de la pénurie alimentaire pendant la guerre, les prisonniers ont été utilisés pour récolter les champs et les vergers qui étaient encore cultivés par les premiers résidents.

Le début de la construction

Les travaux des travaux du génie de Hanford (HEW) ont commencé en mars 1943. Avant la fin de la guerre en août 1945, le HEW avait construit 554 bâtiments:

  • trois réacteurs (100-B, 100-D et 100-F)
  • trois usines de traitement de plutonium de 250 mètres de long (200-T, 200-B et 200-U)
  • 64 réservoirs souterrains pour déchets hautement radioactifs
  • Usines d'enrichissement d'uranium
  • 621 km de route
  • 254 km de voie ferrée
  • 4 postes de distribution électrique
  • plus des centaines de kilomètres de clôtures

A cet effet, 600 000 m³ de béton et 40 000 tonnes d'acier ont été utilisés pour un coût total de 230 millions de dollars américains.

Dans la ville de Richland, des abris pour les travailleurs ont également été construits.

La construction du réacteur

Site de Hanford
Construction du réacteur B
Le réacteur B
Le réacteur B
Le démantèlement du réacteur D
Le réacteur N

En octobre 1943, DuPont a commencé la construction du premier réacteur à Hanford, nommé B-Pile (bâtiment 100-B). (Les réacteurs à fission nucléaire étaient alors communément appelés pieu .)

La construction a été achevée en un an. Les premiers essais débutent le 12 juillet 1944. Le 13 septembre 1944, le réacteur est chargé pour la première fois de limaces . Il s'agissait de cylindres d'environ 2,5 cm de diamètre et 7 cm de longueur en uranium naturel métallique avec une coque en aluminium. Ils étaient placés les uns derrière les autres dans des tubes d'aluminium qui traversaient horizontalement le cœur du réacteur et à travers lesquels de l'eau de refroidissement s'écoulait. Graphite a servi de modérateur .

La production de plutonium a commencé le 26 septembre 1944, et après quelques difficultés, le premier plutonium a été produit le 6 novembre 1944. Le plutonium a été raffiné dans l'unité 221-T et amené à Los Alamos le 5 février 1945 . Là, la bombe pour le test Trinity et Fat Man, la bombe qui a été larguée sur Nagasaki, en ont été fabriquées.

Après le début de la construction du premier réacteur, DuPont a construit deux autres réacteurs identiques:

  • 100-D a commencé à produire du plutonium en décembre 1944
  • 100-F en février 1945.

Chacun des trois réacteurs avait une puissance thermique de 200 mégawatts qui n'a pas été utilisée. La production civile d'électricité par fission nucléaire n'a commencé dans le monde que dans les années 1950.

Production de plutonium

Le processus de fabrication du plutonium commence par l'absorption d'un neutron par un cœur de 238 U. Les résultants 239 U désintègre avec une demi-vie de 23,5 minutes à travers une β - désintégration de 239 Np , qui, avec une demi-vie de 3384 minutes (2,35 jours) , se désintègre en 239 Pu par un autre β - désintégration.

Les limaces irradiées ont d'abord été stockées dans des bassins versants puis transportées par train vers l'une des trois usines de séparation à 16 km. Là, le plutonium a été séparé de l'uranium et des produits d'activation et de fission restants dans un bassin de 260 m de long, 20 m de large et 26 m de profondeur et enrichi en de nombreuses étapes d'épuration. La première usine s'appelait T-Plant et fut achevée en décembre 1944. En raison du rayonnement, l'ensemble du processus a dû être opéré et surveillé à distance. Le retraitement dans T-Plant a été arrêté en 1956.

La guerre froide

Au début de la guerre froide en 1949, HEW construit le réacteur H d'une puissance de 400 MW. En 1950, le réacteur DR (D Replacement) de 250 MW a été mis en service. Également à côté du réacteur B a été construit: le réacteur C de 600 MW thermique a été mis en service en 1952. Il est rapidement devenu le principal réacteur de recherche de Hanford. Le réacteur C a été construit pour la recherche et le développement. À peine trois mois après son démarrage, il a été principalement utilisé pour tester le réacteur double K (KE et KW, chacun avec une puissance thermique de 1800 MW).

Au début des années 1960, les cinq réacteurs des années 1940 avaient une puissance de 2015 à 2210 MW grâce à de nombreuses améliorations, le réacteur C 2500 MW et le réacteur K 2 × 4400 MW.

Le réacteur B a travaillé dans les années 1960 à la production de tritium pour les bombes à hydrogène, entre autres. Il a été mis hors service le 12 février 1968. Depuis, la plupart des installations ont été démantelées et enterrées. Les autres réacteurs ont été arrêtés pour permettre à leur radioactivité de se calmer. Le reste du réacteur B est devenu un musée.

Les réacteurs ont été construits sur les rives du fleuve Columbia parce qu'ils avaient besoin de son eau pour se refroidir. D'énormes stations de pompage ont transporté l'eau jusqu'aux réacteurs et inversement. Comme ces réacteurs fonctionnaient sans circuit de refroidissement secondaire, l'eau de refroidissement quittant les réacteurs était fortement contaminée par des produits de fission radioactifs. Bien qu'il ait été autorisé à s'installer dans d'immenses bassins pendant six heures avant d'être rejeté dans le fleuve Columbia, plusieurs térabecquerels de nucléides à longue durée de vie ont trouvé leur chemin dans le fleuve et donc dans l'environnement chaque jour , ce qui a conduit à des protestations des services de santé de l' Oregon et de Washington ainsi que vers 1960 dirigé le US Public Health Service .

Le réacteur Hanford N est devenu critique le 31 décembre 1963 . Sa tâche principale était la production de plutonium, mais il produisait également de l'électricité et était donc le seul réacteur aux États-Unis à être utilisé à la fois à des fins militaires et civiles.

Vue d'ensemble: Réacteurs à Hanford
Nom de famille début de construction Début de la production Fermer
B. 7 juin 1943 26 sept 1944 12 févr.1968
RÉ. Novembre 1943 17 décembre 1944 26 juin 1967
F. Déc 1943 25 févr.1945 25 juin 1965
DR Déc 1947 3 octobre 1950 31 déc.1964
H Mars 1948 29 octobre 1949 21 avr.1965
C. Juin 1951 18 novembre 1952 25 avr.1969
KW Novembre 1952 Janvier 1955 1 février 1970
KE Janvier 1953 Avril 1955 28 janvier 1971
N Mai 1959 31 déc.1963 Octobre 1989

Problèmes et accidents de barres de combustible

En raison de la demande croissante de plutonium, les réacteurs avaient de plus en plus de problèmes avec les barres de combustible. Les coques des barres de combustible étaient en aluminium, la pénétration de l'eau de refroidissement faisait gonfler l'uranium et bloquait le flux de refroidissement. Dans certains cas, cela a même conduit à la fusion de certaines parties du crayon combustible.

Il n'y a pas eu d'incident pendant la Seconde Guerre mondiale, mais en décembre 1945, une inspection visuelle a révélé 125 barres de combustible endommagées.

En 1948, un nuage radioactif a émergé de l'installation. La teneur en iode- 131 seule était de 5 500 curie ; cela correspond à environ 250 fois le montant qui, selon les chiffres officiels, a été rejeté dans la région lors de l' accident de 1979 à la centrale nucléaire de Three Mile Island près de Harrisburg . Les dangers de l'iode-131 pour la glande thyroïde n'avaient pas encore été reconnus dans les années 1940; il était capable de s'échapper sans filtre des systèmes, même en fonctionnement normal.

Dans les années qui ont suivi, des barres de combustible endommagées ont été ouvertes et examinées sous l'eau. Pour ce faire, ils ont été amenés au bâtiment 111-B et ouverts dans des cuves en acier sur un tour spécial . Après la radiométallurgie du bâtiment 327, les barres de combustible ont continué à y être examinées.

Au cours des 25 années d'exploitation, de nombreux problèmes techniques ont été résolus et de nombreuses nouvelles machines et méthodes ont été développées pour augmenter l'efficacité de l'installation. Le problème des déchets n'a pas pu être résolu, de sorte que les déchets ont été rejetés dans le fleuve Columbia pendant toute la durée de vie utile.

La plupart des réacteurs de Hanford ont été fermés dans les années 60; cependant, aucune élimination ni décontamination n'a été effectuée. En 2006, environ 11 000 travailleurs étaient encore occupés à nettoyer les bâtiments et les sols contaminés afin de réduire l'intensité du rayonnement sur le site à un niveau acceptable. On estime que ces mesures dureront jusqu'en 2052. Le plan actuel consiste à enfouir les déchets radioactifs de faible activité dans de grandes fosses, puis à les surveiller attentivement pendant de nombreuses années.

Les déchets hautement radioactifs, y compris les réservoirs de déchets liquides provenant de l' extraction chimique du plutonium , constituent un problème plus important. Par exemple, le plutonium a une demi-vie de 24 100 ans, il faut donc environ 241 000 ans (24 100 ans × log 2 1000) pour décomposer 99,9% du plutonium présent . La maîtrise de ce problème fait partie d'un débat permanent. Le département américain de l'énergie (DoE) prévoit le vitrage comme méthode de sécurisation des substances.

Décontamination à Hanford

L'usine sera partiellement démantelée . Les États-Unis versent annuellement plus de deux milliards de dollars américains à des sociétés privées pour la décontamination nécessaire de l'installation; En outre, environ 200 000 mètres cubes de déchets radioactifs doivent être éliminés. Début 2014, un chef de projet de décontamination a été licencié pour la troisième fois après avoir exprimé des inquiétudes quant à la sécurité des mesures et des procédures de contrôle. Un plan préliminaire prévoyait la fin des travaux en 2047, depuis 2014, le ministère de l'Énergie a supposé au moins 2052.

La campagne de nettoyage a les objectifs suivants:

  • permettre une utilisation alternative de la zone sur le fleuve Columbia,
  • préparer le plateau central pour le traitement et le stockage des déchets nucléaires à longue demi-vie .

Alors que l'ère de l'enrichissement de l'uranium et de la production de plutonium à Hanford touche à sa fin, des tentatives sont faites pour trouver de nouveaux emplois pour les nombreux scientifiques et techniciens hautement qualifiés. Le Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique , géré par le gouvernement fédéral et le Battelle Memorial Institute , a été construit au nord de Richland .

Les autres installations de Hanford comprennent:

Où se trouve le plutonium

Combustible nucléaire usé sur le site de Hanford

On sait relativement bien ce qui est arrivé au plutonium aux États-Unis. Les 6 premiers kg ont été utilisés pour le test Trinity en 1945 . Les 6 kg suivants ont explosé le 9 août 1945 à Fat Man, au - dessus de Nagasaki .

Depuis lors, 1 200 tonnes supplémentaires de plutonium ont été produites, dont environ 260 tonnes de plutonium de qualité militaire.

Le 1er mars 1995, Bill Clinton ( président des États-Unis de 1993 à 2001) a annoncé que 200 tonnes seraient retirées de l'approvisionnement. Sur ce total, environ 38 tonnes étaient des matériaux de qualité militaire et 20 tonnes étaient des «déchets». Les forces armées américaines auraient environ 85 tonnes, dont 64 tonnes sont utilisées dans les armes nucléaires. Les 21 tonnes restantes sont stockées sous forme de solutions et de déchets nucléaires dans les Rocky Flats et d'autres installations.

Partager 240 pu Niveau de qualité
<7%-00 arme capable 1
< 7 à 19% Qualité industrielle
<-> 19% réacteur capable
1 Indication de qualité relative, car une bombe peut également être fabriquée avec un matériau fortement contaminé

Le parc de réservoirs de Hanford

L'intérieur du réservoir 101-SY
Ouverture de l' installation d'élimination de la restauration environnementale (ERDF)

Depuis le début, les déchets radioactifs issus de l'extraction chimique du plutonium posent problème. Comme il ne pouvait pas simplement être rejeté dans l'environnement, il a été rempli dans d'énormes réservoirs souterrains. Les réservoirs ont été remplis un par un. Entre 1943 et 1998, 177 réservoirs d'une capacité de 250 000 à 4 546 000 litres ont été remplis de déchets radioactifs liquides. Jusqu'à récemment, 241 millions de litres de déchets chimiques radioactifs dont la composition varie d'une cuve à l'autre et souvent mal connue se sont accumulés.

Sur les 177 réservoirs, 149 sont des réservoirs à paroi simple de la période 1943 à 1964. Ensuite, 28 réservoirs à double paroi ont été construits. La chaleur générée lors de la désintégration des substances radioactives rend un refroidissement permanent nécessaire. De plus, il existe de l' hydrogène gazeux radiolytique , qui peut non seulement accumuler une pression considérable, mais est également radioactif en raison du tritium ( 3 H) qu'il contient. Les solides en suspension dans les déchets liquides s'accumulent par sédimentation , ce qui conduit à d'autres problèmes tels qu'une accumulation de chaleur due à une convection insuffisante et à une vidange difficile des réservoirs.

Les réservoirs peuvent être divisés en quatre catégories:

  1. Réservoirs à contenu exothermique - ils doivent être refroidis ou ajoutés à l'eau
  2. Réservoirs dont le contenu contient du cyanure de fer - le contenu devient explosif à partir d'une température critique
  3. Réservoirs contenant des produits chimiques organiques (principalement des solvants) - facilement inflammables
  4. Réservoirs contenant de l'hydrogène - l'hydrogène résultant contient du tritium radioactif.

La durée de vie prévue lors de la construction était de 30 ans pour les cuves à simple paroi et de 50 ans pour les cuves à double paroi. Les réservoirs les plus anciens ont donc déjà deux fois leur durée de vie prévue. Selon les estimations, 67 des réservoirs ont déjà fui en raison de la corrosion et de la fragilisation des parois des réservoirs causée par le rayonnement. Afin d'éviter une nouvelle contamination du sol environnant, le contenu des réservoirs à simple paroi a été transféré dans de nouveaux réservoirs à double paroi depuis 2003.

En 2008, le ministère de l'Énergie a été vivement critiqué dans un rapport du Government Accountability Office . Bien que l'on estime que plus de quatre millions de litres de liquide radioactif se sont échappés des conteneurs, les travaux de nettoyage ont été retardés. En 2010, vous avez déjà plus de 20 ans de retard.

En février 2013, on a appris que six des réservoirs souterrains de l'installation contenant des déchets nucléaires fuyaient. Ces réservoirs contenant des déchets hautement radioactifs provenant de décennies de production de plutonium pour les armes nucléaires sont maintenant plus vieux que la durée de vie initialement prévue de 20 ans.

Installation de stockage provisoire à Hanford

Usine U

À Hanford, les ordures ne sont pas seulement stockées dans le parc de stockage , mais également ailleurs.

Depuis sa fermeture en 1956, T-Plant a été utilisé pour des travaux de décontamination et également comme installation de stockage pour une large gamme de matières hautement radioactives.

L'U-Plant (installation U-221) était à l'origine utilisée pour récupérer l'uranium des scories du parc de stockage. Désormais, du matériel contaminé y est stocké.

Le bassin K : Après l'arrêt du réacteur K (1970), deux grands bassins (42 mètres de long, 22 mètres de large et 7 mètres de profondeur) étaient disponibles pour le stockage temporaire des barres de combustible usé. En 1975, ils ont commencé à stocker les barres de combustible usé des centrales nucléaires américaines. Il y a actuellement environ 2 100 tonnes de barres de combustible dans les bassins, soit environ 80% de toutes les barres de combustible usé aux États-Unis.

Environ 1000 tonnes d'éléments combustibles sont stockés dans le bassin du réacteur KE, ce qui est problématique car ces éléments combustibles n'ont pas été construits pour être stockés sous l'eau. En conséquence, beaucoup sont endommagés et des sédiments se sont accumulés au fond du bassin. De plus, l'étanchéité du réservoir est attaquée, ce qui a conduit à une fuite en février 1993, à travers laquelle de l'eau contaminée pourrait s'échapper pendant plusieurs mois.

L' usine PUREX (S222) extrait du plutonium et de l'uranium des barres de combustible d'uranium usé des réacteurs de Hanford depuis le 12 janvier 1956. De plus, 233 U ont été obtenus à partir des barres de combustible en thorium du réacteur N. L'installation a été fermée en 1993 et ​​a servi d'installation de stockage pour une grande partie des 200 tonnes de plutonium que le président Clinton a ordonné de retirer du stockage depuis 1995.

L' usine Z (usine de finition de plutonium) a été exploitée de 1951 à 1989. Là, les composés de plutonium issus du procédé PUREX ont été transformés en plutonium métallique. Après la fin de la production, environ quatre tonnes de déchets de plutonium et d'innombrables autres déchets radioactifs provenant de la production sont restés dans l'installation.

Le fleuve Columbia dans la zone de conservation

Monument national de Hanford Reach

L'ancienne bande de sécurité d'une largeur de 6 miles (environ 10 km) autour du site et la boucle du fleuve Columbia ont été désignées par le président Bill Clinton comme le Hanford Reach National Monument et placées sous le US Fish and Wildlife Service en 2000 . La zone couvre actuellement près de 790 km² et doit être étendue pour inclure à l'avenir des zones décontaminées. Environ 80% de tous les saumons royaux de la partie supérieure du fleuve Columbia fraient dans le coude de la rivière , les terres n'ont pas été pénétrées par les gens comme zone de sécurité depuis 1943 et ont donc un caractère sauvage.

Voir également

Films

  • L'écologie de Hanford (1995)
  • L'incendie du site de Hanford le matin du 29 juin 2000 (2000)
  • Mission secrète de Hanford en temps de guerre: 1943-1945 (2004)
  • Terres arides (2007)
  • Cauchemar des déchets nucléaires (2009)

Littérature

  • Michele Gerber: Sur le front intérieur: l'héritage de la guerre froide du site nucléaire de Hanford . University of Nebraska Press, Lincoln 2007, ISBN 978-0-8032-5995-9 .

se gonfler

liens web

Commons : Site de Hanford  - collection d'images, de vidéos et de fichiers audio

Preuve individuelle

  1. a b spiegel.de , 23 février 2013: les radiations américaines ruines Hanford: Fuites dans six réservoirs de déchets nucléaires souterrains
  2. ^ Le Wall Street Journal , 23 décembre 2010, Justin Scheck, online.wsj.com: Les lapins sont dans Deep Doo-Doo quand ils «deviennent nucléaires» à Hanford .
  3. a b c Rudolf Stumberger : À la rivière avec le poisson à trois yeux - Vendredi 28 janvier 2015
  4. Michele S. Gerber, Brian Casserly, Frederick L. Brown: Nomination de site historique national: réacteur B / 105-B; Le bâtiment 105-B dans la zone 100-B / C à Hanford ( souvenir du 26 octobre 2012 dans les archives Internet )
  5. Marc Pitzke: les radiations américaines ruines Hanford: la bombe atomique américaine à retardement . Dans: Spiegel Online . 22 mars 2011
  6. Los Angeles Times: Un responsable qui a soulevé des problèmes de sécurité sur le site nucléaire de Hanford est congédié , 18 février 2014
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  8. New Scientist No. 2664 p. 7 "Bombe à retardement toxique"
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Coordonnées: 46 ° 38 ′ 51 ″  N , 119 ° 35 ′ 55 ″  W.