Activation

Une installation nucléaire constitue une source de rayonnements, le plus souvent intense, dont il importe de protéger le public et le personnel d’exploitation. On doit aussi limiter l’action de ces rayonnements sur les structures de l’installation.

Pour ce faire, on dispose autour de la source des écrans massifs (écrans dits thermiques et/ou biologiques) pouvant comporter des traversées pour assurer les liaisons nécessaires avec le reste de l’installation (circulation des fluides pour extraction de chaleur, épuration, mesures, contrôle de l’installation, ventilation, prises d’échantillons, etc.). Ces traversées sont autant de chemins de fuite de rayonnements, il faut donc éviter qu’elles ne prédominent.

Les protections sont dimensionnées pour l’installation fonctionnant en puissance ; toutefois, certaines parties sont aussi protégées pour l’installation à l’arrêt afin de permettre les inspections et la maintenance. En effet, la radioactivité rémanente peut rester élevée, même après une longue période d’arrêt (activité des produits de fission, activation des matériaux de structure et des fluides).

Le ralentissement et l’absorption des rayonnements entraînent un transfert d’énergie aux matériaux participant à la protection dont on doit tenir compte dans la conception afin d’éviter des niveaux de température indésirables. Le transfert d’énergie peut aussi provoquer l’endommagement des matériaux de structure. À cet égard, la cuve du réacteur à eau sous pression (REP) est un des composants du réacteur dont les caractéristiques mécaniques et l’état métallurgique sont les plus surveillés vis-à-vis du risque d’endommagement.

Les études de protection comprennent, d’une part la détermination des sources de rayonnements, d’autre part le calcul du transfert des rayonnements aux points sensibles. Les sources de rayonnement dites primaires (celles résultant directement du fonctionnement de l’installation) créent des sources secondaires après transport et atténuation dans les matériaux environnants et les rayonnements ainsi créés sont transportés et atténués à leur tour. Un calcul de protection complet est donc constitué par un enchaînement de calculs de sources et de calculs de transfert de rayonnements. Ces études se font sur ordinateur, par une succession d’applications de logiciels de calcul. Dans les schémas de calcul modernes, cette succession est réalisée par couplage de logiciels de fonctionnalités différentes dont l’enchaînement est géré par un langage de contrôle. Il existe toutefois des méthodes approchées permettant de calculer manuellement des ordres de grandeur.