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Conséquences au Japon de l'accident de Fukushima Daiichi : une contamination massive, durable et très étendue

CRIIRAD — 2011-07-19T08:33:22Z

Le laboratoire de la CRIIRAD (Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité - France) a effectué une mission au Japon du 24 mai au 3 juin 2011 [1]. Le présent document fait état des constatations issues des premiers résultats d'analyse. Les dépôts de césium radioactif sur les sols ont été très importants. Ils génèrent, et vont générer pendant longtemps, un flux de rayonnements gamma responsable de l'irradiation de la population sur des très vastes étendues.

En l'absence de mesures de protection, des centaines de milliers d'habitants vont recevoir, du fait de cette exposition externe, des doses de rayonnement très supérieures à la limite de 1 mSv/an. Il faut ajouter à cela l'exposition interne (du fait notamment de l'ingestion d'aliments contaminés) et surtout toutes les doses reçues depuis le 12 mars derniers, des doses qui ont été ont pu être extrêmement élevées au cours de la première semaine du fait de la quasi absence de mesures de protection.

1 / Importance de la contamination à plus de 60 km : l'exemple de la ville de Fukushima

L'irradiation externe conduit à un niveau de risque inacceptable

Les mesures de terrain et analyses de sol effectuées par le laboratoire de la CRIIRAD sur la ville de Fukushima, située à 60-65 km de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi, indiquent que les retombées de césium 134 et 137 radioactif sont de plusieurs centaines de milliers de Bq/m2 : 490 000 Bq/m2 sur la pelouse de l'école primaire Moriai ; plus de 700 000 Bq/m2 dans le quartier Watari.

En se désintégrant, les atomes de césium émettent des radiations gamma très pénétrantes. Elles peuvent parcourir dans l'air plus de 60 mètres, c'est ce qui a permis aux américains d'établir une carte des retombées au moyen de sondes héliportées. Ces radiations traversent également les murs et les fenêtres des habitations et irradient les gens dans leur domicile.

Fin mai 2011, les débits de dose relevés par la CRIIRAD dans la ville de Fukushima, à 1 mètre du sol, en extérieur, étaient typiquement plus de 10 fois, voire plus de 20 fois supérieurs à la normale (supérieurs à 1 et 2 μSv/h). L'irradiation est encore mesurable dans les étages des bâtiments. Des mesures effectuées au 4e étage d'un immeuble ont montré un excès de radiation qui augmente lorsqu'on se rapproche des fenêtres (même fermées). A l'intérieur d'une maison individuelle du quartier Watari, la CRIIRAD a mesuré un débit de dose plus de 3 fois supérieur à la normale au contact du tatami dans la chambre des enfants (0,38 μSv/h) et 6 fois supérieur dans le salon à 1 mètre du sol (0,6 μSv/h). Devant la maison, on mesure, 2,2 μSv/h dans le jardin d'agrément et 2,9 μSv/h au niveau de la pelouse d'une école proche (mesures à 1 mètre du sol).

Cette irradiation ne diminuera que très lentement. Elle est due en effet principalement au césium 137 et au césium 134 dont les périodes physiques sont longues (30 ans et 2 ans respectivement). Cela signifie que la radioactivité du césium 137 sera divisée par 2 dans 30 ans. On peut estimer que dans les douze mois à venir, la radioactivité du césium 134 ne sera abaissée que de 30 % et celle du césium 137 de 3%. La radiation ambiante ne sera réduite que de quelques dizaines de %.

Si rien n'est fait, les habitants de la ville de Fukushima pourraient subir dans les douze mois à venir une irradiation externe de plusieurs milliSieverts alors que la dose au-delà de laquelle le risque de cancer mortel est jugé inacceptable par la CIPR (Commission Internationale de Protection Radiologique) est de 1 milliSievert par an, ce qui correspond à 5 décès pour 100 000 personnes
exposées.

Or les autorités japonaises ont fixé une limite de dose de 20 milliSieverts comme critère pour décider d'évacuer définitivement ou non les populations. Ceci correspond à un risque de cancer mortel à terme 20 fois supérieur au risque acceptable. Ceci est d'autant plus grave que les habitants de Fukushima ont déjà été fortement exposés. Il faut également tenir compte des doses liées à la contamination interne que ces populations continuent à subir par ingestion de denrées contaminées et des risques liés à l'inhalation de poussières à partir du sol contaminé.

Dans la ville de Fukushima, la CRIIRAD a mesuré par exemple dans la terre prélevée sous les balançoires de l'école primaire Moriai, une contamination en césium 137 + 134 de 370 000 Bq/kg. Ce sol est devenu un déchet radioactif qui devrait être stocké dans les meilleurs délais sur un site approprié.

Une population déjà très exposée aux radiations

La persistance de la contamination en iode 131 des sols prélevés par la CRIIRAD fin mai 2011 dans la ville de Fukushima permet d'évaluer les retombées initiales en iode 131 à des millions de Bq/m2.

L'iode 131 a une période physique de 8 jours, sa radioactivité était donc plus de 600 fois supérieure lors des retombées. Ceci témoigne de la forte contamination de l'air lors de l'arrivée des panaches contaminés en particulier le 15 mars 2011.

Il y avait également d'autres substances radioactives qui se sont largement désintégrées depuis comme le césium 136, le tellure 129, le tellure 132, l'iode 132, l'iode 133, etc.. ainsi que des gaz radioactifs comme le xénon 133 et le krypton 85 qui ne sont pas accumulés dans les sols.

Les habitants de cette ville ont donc déjà été soumis à une contamination interne très importante d'abord par inhalation d'air contaminé et surtout par ingestion de denrées contaminées du fait des dépôts de substances radioactives. Les autorités japonaises n'ont en effet édicté des restrictions de consommation sur la préfecture de Fukushima qu'à partir du 21 et 23 mars (selon les types d'aliments). Les populations ont donc consommé pendant plus d'une semaine des aliments très contaminés, sans aucune restriction ni information. Ils ont pu de ce fait recevoir des doses efficaces de plusieurs dizaines de milliSievert et les doses à la thyroïde dépassant le Sievert.

Pour mémoire, la contamination initiale des épinards par l'iode 131, à 100 km au sud de la centrale était telle qu'en consommant 200 grammes un jeune enfant pouvait dépasser la dose maximale annuelle admissible de 1 milliSievert, à 40 kilomètres au nord-ouest, les végétaux étaient tellement contaminés que cette limite annuelle pouvait être atteinte en consommant 5 grammes de végétaux.

Il est indispensable que les populations touchées obtiennent une évaluation fiable des doses déjà subies et il est impératif de tout faire pour limiter leur exposition à venir.

2 / Ampleur de la zone touchée par les retombées

Les retombées concernent un territoire très étendu, bien au-delà de la zone interdite de 20 km et bien au-delà de la préfecture de Fukushima. En fonction des conditions météorologiques, les masses d'air contaminé se sont déplacées sur des centaines de kilomètres et les précipitations (pluie et neige) ont entrainé les particules radioactives au sol. Les dépôts de césium 134 et 137 entraînent une contamination durable.

Ceci est confirmé par les prélèvements de sol et par les mesures de débit de dose réalisées [2] par la CRIIRAD (à 1 mètre du sol), du 24 mai au 3 juin 2011. On mesure en effet :

– 0,47 μSv/h à Marumori (préfecture de Miyagi), à environ 60 km au nord de la centrale. Le niveau naturel calculé [3] est de 0,1 μSv/h et les retombées [4] en césium 137 et 134 de plus de 95 000 Bq/m2.

– 0,33 μSv/h près de Hitachi (préfecture d'Ibaraki) environ 88 kilomètres au sud de la centrale. Le niveau naturel calculé est de 0,07 μSv/h et les retombées en césium de plus de 50 000 Bq/m2.

L'iode 131 est encore détecté dans le prélèvement du 25 mai.

– 0,28 μSv/h à Ishioka (préfecture d'Ibaraki) à environ 160 km au sud sud-ouest de la centrale. Le niveau naturel calculé est de 0,06 μSv/h et les retombées en césium de plus de 48 000 Bq/m2.

Il existe donc, tant au niveau des préfectures d'Ibaraki que de Miyagi, des secteurs sur lesquels le tauxde radiation artificiel est plus de 4 fois supérieur au niveau naturel. Cela représente donc pour une personne qui passe 50 % de son temps en extérieur, une dose ajoutée sur les douze prochains mois
susceptible de dépasser la dose maximale annuelle admissible de 1 milliSievert par an, sans tenir compte, ni de l'irradiation externe induite à l'intérieur des bâtiments, ni de la contamination interne par ingestion de nourriture contaminée ou par inhalation des particules radioactives remises en suspension.

Ces résultats contredisent les informations relayées par l'Autorité de Sureté Nucléaire française qui écrit dans un communiqué du 28 juin 2011 : « A l'extérieur du site, la décroissance des débits de dose mesurés dans l'environnement continue. A Fukushima, le 7 juin, le débit de dose était 1,6 μSv
(microSievert)/h. Les 45 autres préfectures présentent des débits de dose inférieurs à 0,1 μSv/h ».

– Au niveau de la ville de Tokyo, l'exposition résiduelle par irradiation externe est susceptible de conduire à une exposition non négligeable. La CRIIRAD a mesuré par exemple 0,14 μSv/h début juin, dans le parc Wadabori-Koen, à Tokyo (à environ 235 km de la centrale). Dans ce parc, le niveau naturel calculé est de 0,06 μSv/h et les retombées en césium 134 et 137 de plus de 14 000 Bq/m2. Il faudrait disposer de données pour toute l'agglomération.

C'est pourquoi la CRIIRAD demande aux citoyens japonais d'exiger la publication de cartes détaillées des retombées et de la contamination résiduelle, à l'échelle de tout le pays, et avec une précision suffisante, c'est-à-dire correspondant à des retombées en césium à partir de 1 000 Bq/m2 et non pas de 300 000 Bq/m2 comme sur les cartes publiées le 6 mai 2011.

Notes

[1] Un premier bilan des investigations a été présenté lors de conférences de presse à Fukushima (30 mai) et Tokyo (31 mai et 1er juin 2011) et sont exposées dans un compte rendu disponible sur le site de la CRIIRAD (en Anglais) : disponible sur ESSF (article 22247) : Fukushima : Preliminary comments — CRIIRAD mission in Japan.

[2] Mesures réalisées par Christian Courbon, Bruno Chareyron (laboratoire CRIIRAD) et Wataru Iwata (ONG Japonaise Project 47) au moyen d'un compteur proportionnel compensé en énergie, modèle LB123 de marque Berthold.

[3] La contamination étant détectable partout y compris à Tokyo, il est difficile de déterminer le taux de radiation naturel en
l'absence de contamination. A partir d'analyses de sol ayant permis de mesurer l'activité des radionucléides naturels émetteurs gamma, le laboratoire de la CRIIRAD a recalculé le débit de dose naturel théorique (composante tellurique et contribution du rayonnement cosmique).

[4] Il s'agit de retombées estimées à partir des concentrations en césium 137 et césium 134 mesurées sur la strate 0-5 cm d'une carotte échantillonnée sur un terrain plat, non remanié et donc susceptible d'avoir correctement conservé le dépôt intervenu en mars 2011. L'activité surfacique donnée est une estimation préliminaire par défaut car l'analyse des strates 5-10 cm et des fractions > 2 mm se poursuit.

L'autorité de sûreté nucléaire japonaise considère que les accidents survenus à la centrale de Fukushima Daichi doivent être classés au niveau 7, le plus élevé

CRIIRAD — 2011-04-19T08:58:09Z

Compte tenu de la quantité de produits radioactifs rejetés dans l'atmosphère, l'autorité de sûreté nucléaire japonaise [1] considère que les accidents survenus à la centrale nucléaire de FUKUSHIMA DAIICHI doivent être classés au niveau 7 de l'échelle INES, niveau maximum réservé jusqu'à ce jour à la catastrophe de TCHERNOBYL [2].

L'autorité de sûreté nucléaire japonaise (NISA) précise que ce classement est provisoire, basé sur des calculs estimatifs et que les rejets ne représenteraient que 7 à 12% des rejets de TCHERNOBYL.

Que les rejets de FUKUCHIMA DAIICHI soient inférieurs ou équivalents à ceux de la centrale ukrainienne 5, ils ont provoqué une contamination préoccupante qui affecte des millions de personnes. Les calculs auraient dû être faits bien plus tôt et mis au service de leur protection.

La série d'accidents survenus depuis le 11 mars 2011 à la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi est reclassée du niveau 5 au niveau 7 de l'échelle INES (International Nuclear Event Scale). Le reclassement est basé sur les évaluations de rejets atmosphériques effectuées par l'agence japonaise de sûreté nucléaire (NISA , nuclear and industrial safety agency) et par la commission de sûreté nucléaire japonaise (NSC, nuclear safety commission). Les hypothèses et calculs ne sont pas communiqués [3].

Le critère pris en référence est celui défini par le manuel INES (version 2008) : pour évaluer l'importance d'un rejet de produits radioactifs dans l'atmosphère, à savoir 50 000 TBq (5.1016 Bq) en équivalent d'iode 131 (cf. page 17 du manuel). Le système de pondération de l'activité des radionucléides sélectionnés s'effectue en référence à l'iode 131. Pour le césium 137, le facteur multiplicatif est fixé à 40 (cf. page 16 du manuel).

L'évaluation du NISA donne pour FUKUSHIMA DAIICHI un rejet 7 fois supérieur au seuil de classement au niveau 7 ; celle du NSC (basée elle aussi sur un calcul expérimental) aboutit à une valeur près de 13 fois supérieure (voir tableau ci-après). Il s'agit des rejets effectués à ce jour. Cela ne préjuge pas des évolutions à venir. Par ailleurs, ces évaluations ne concernent que les rejets de produits radioactifs dans l'atmosphère.

Les rejets dans l'Océan Pacifique (massifs mais non documentés) ne sont pas pris en compte.

Il est utile de rappeler que le 12 mars, les autorités japonaises avaient d'abord classé au niveau 4 l'accident survenu au réacteur n°1 (« rejet mineur de matières radioactives n'exigeant probablement pas la mise en œuvre de contre-mesures prévues autres que la surveillance des aliments locaux »). Ce classement a été maintenu du 12 mars au 18 mars, pendant toute la phase de rejets intenses (dégazage, explosions, incendies..).

Le 18 mars, les accidents survenus sur les réacteurs n°1, 2 et 3 étaient classés chacun au niveau 5 de l'échelle INES [4] : « accident ayant des conséquences étendues » mais « rejet limité de matières radioactives », par opposition au « rejet important » du niveau 6 et au « rejet majeur » du niveau 7.

Concernant la population et l'environnement, le niveau 5 correspond à un rejet supérieur au seuil de 5.10puissance 14 Bq mais inférieur à 5.10puissance 15 Bq (seuil de classement en niveau 6). Le fait de classer séparément chaque unité de la centrale nucléaire permet évidemment un classement a minima. Pour la population, évidemment, tous les rejets se confondent et se cumulent.

Critère de classement au niveau 7 de l'échelle INES : 5.10p.16

Tchernobyl
Référence *

Fukushima n°1
Estimation NISA

Fukushima n°1
Annonce NSC

Valeur pondérée : iode 131 + (40 x césium 137)
Pourcentage par rapport à Tchernobyl

5,2E+18

3,7E+17
7%

6,3E+17
12%

Rejet d'iode 131
Pourcentage par rapport à Tchernobyl

1,8E+18

1,3E+17
7%

1,5E+17
8%

Rejet de césium 137
Pourcentage par rapport à Tchernobyl

8,5E+16

6,1E+15
7%

1,2E+16
14%

(*) Comparaison avec Tchernobyl : comme la CRIIRAD l'écrivait le 14 mars, vu la situation des réacteurs et des piscines de stockage des combustibles irradiés, les bilans sont prématurés. Ceci étant, si les autorités de sûreté japonaises souhaitent effectuer des parallèles sur les rejets, il importe de prendre en compte tous les éléments, notamment : 1/ la composition isotopique des rejets (et pas seulement l'iode 131 et le césium 137) : du fait de l'explosion et du feu de graphite, le cocktail de Tchernobyl était probablement plus radiotoxique ; 2/ l'estimation des activités rejetées dans l'océan Pacifique. 3/ le tonnage du combustible nucléaire présent sur les installations : 1760 tonnes à Fukushima Daiichi ; 180 tonnes pour le réacteur n°4 de Tchernobyl [5] ; etc.

Pour la CRIIRAD, ce classement arrive trop tard.

Hypothèses et calculs auraient dû servir à protéger les habitants

Le classement s'effectue le 12 avril sur la base des rejets qui se sont produits pour l'essentiel 4 semaines plus tôt ! Qu'importe d'ailleurs le classement ! La question de fond n'est pas de savoir où se situent les rejets de FUKUSHIMA DAIICHI par rapport à ceux de Tchernobyl. Les experts auront tout le temps de le déterminer.

L'urgence, c'est d'évaluer les niveaux de risque et de dimensionner en conséquence les mesures de protection. OU, PLUS EXACTEMENT, C'ETAIT L'URGENCE D'IL Y A 4 OU 5 SEMAINES ! Il aurait fallu anticiper, évaluer les doses que les habitants étaient susceptibles de recevoir et décider en conséquence des contre-mesures à prendre pour limiter, autant qu'il est possible dans de telles conditions, l'irradiation et la contamination des habitants des zones les plus affectées.

Rappelons que l'exposition des habitants, résulte du cumul de différentes voies d'exposition : 1/ l'irradiation externe par les rayonnements émis par les particules présentes dans l'air, puis par les dépôts radioactifs accumulés sur les sols et surfaces ; 2/ l'irradiation interne du fait des gaz et aérosols radioactifs inhalés en continu depuis le début des rejets radioactifs ; 3/ l'irradiation interne par ingestion involontaire de particules radioactives et du fait de la consommation d'aliments contaminés .

L'addition de toutes ces contributions et l'accumulation des doses dans le temps conduit à un tableau particulièrement préoccupant, et bien au-delà des 30 km retenus par les autorités pour la mise en œuvre des actions d'évacuation, de confinement et de distribution d'iode stable.

De fait :

– des débits de dose de plusieurs microSieverts par heure (µSv/h), voire de plusieurs dizaines de µSv/h, ont été, sont encore, couramment mesurés que ce soit dans la zone de mise à l'abri (20-30 km) ou à l'extérieur, avec des valeurs dépassant même les 100 µSv/h ;

– une augmentation brutale de la radioactivité de l'air a été enregistrée à TOKYO, à 230 km au sud de la centrale de FUKUSHIMA DAIICHI, le 15 mars au matin (jusqu'à 240 Bq/m3 à 11h pour l'iode particulaire et on ignore encore la quantité d'iode gazeux !). Les conditions météorologiques ont heureusement limité à 3 heures la phase de forte contamination. Avec quelques heures supplémentaires, il aurait fallu administrer de l'iode stable aux groupes critiques et les autorités n'en auraient jamais eu le temps. Si Tokyo a été relativement épargné, ce n'est pas le cas des villes et villages situés plus au nord.

– le niveau de contamination des légumes à feuille a atteint des centaines de milliers, voire des millions de becquerels d'iode 131 par kilogramme (Bq/kg) : 690 000 Bq/kg à IWAKI, ville de 345 000 habitants à 45 km au sud de la centrale ; 2 540 000 Bq/kg à IITATE, gros village de 7 000 habitants, à 40 km au nord-ouest. A ce niveau de contamination, ce ne sont plus des aliments, ce sont des déchets radioactifs : il suffit qu'un jeune enfant avale 2 ou 3 grammes de ce légume pour recevoir la limite maximale admissible sur 1 an.

– Ces premières mesures datent du 18 mars (rien avant !) et leur publication du 22 mars. Elles posent avec acuité la question des activités incorporées par les populations avant la mise en œuvre des contrôles. Certes, il faut tenir compte des terribles conditions créées par le séisme et le tsunami mais sachant que plusieurs réacteurs n'étaient plus refroidis et que les opérations de dégazage allaient probablement provoquer des rejets radioactifs massifs, comment expliquer, plusieurs jours durant, l'absence de mesure dans la préfecture de Fukushima, secteur géographique le plus exposé ?

– Autre question, celle des incorporations liées à l'ingestion d'aliments contaminés mais à des niveaux inférieurs aux limites applicables aux situations accidentelles (2 000 Bq/kg pour l'iode 131 dans les légumes par exemple) ? Les limites instaurées par les autorités japonaises sont globalement un peu plus protectrices que celle mises en œuvre en Europe mais elles restent elles aussi trop élevées.

– Compte tenu des quantités d'iode radioactif que les habitants des zones contaminées étaient susceptibles d'inhaler et d'ingérer, et sachant que l'iode stable n'est efficace qu'à condition d'être ingéré AVANT l'arrivée de la contamination, et en tout cas le plus précocement possible, comment se fait-il que le NISA indique que l'ordre d'administrer les comprimés n'a été donné que le 21 mars, soit plusieurs jours après la survenue de rejets radioactifs massifs.

La CRIIRAD travaille à la rédaction d'un document de référence sur les niveaux d'exposition des habitants des régions qui subissent depuis un mois l'impact des rejets radioactifs de la centrale nucléaire de FUKUSHIMA DAIICHI. Tous les éléments ci-dessus y seront repris et développés.

Documents annexes

1. Dans son communiqué du 14 mars 2011, la CRIIRAD critiquait le classement au niveau 4 de l'échelle INES par les autorités japonaises. « La CRIIRAD dénonce la sous-évaluation de la gravité des accidents survenus sur la centrale nucléaire de FUKUSHIMA DAIICHI et le manque crucial d'information tant sur les quantités de radioactivité rejetées depuis vendredi que sur les niveaux de contamination de l'air. Faute de ces données, il est impossible de se prononcer sur les niveaux de risques radiologiques. Les rares chiffres disponibles empêchent en tout cas de qualifier les rejets de « mineurs » (niveau 4 dans l'échelle INES) ou de « faibles » (déclaration télévisée de Mme KOSCIUSKO-MORIZET dimanche matin). »

2. L'échelle INES : présentation synthétique en français ; manuel complet en anglais (version 2008) :
http://www.criirad.org/actualites/d...

Notes

[1] « The Rating of the International Nuclear and radiological Event Scale (INES) on the events in Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station (NPS), Tokyo Electric Power Co. Inc., caused by the Tohoku District - off the Pacific Ocean Earthquake is temporarily assessed as level 7, considering information obtained after March 18th. » NISA news release, April 12, 2011.

[2] Explosion du réacteur n°4 le 26 avril 1986, il y a près de 25 ans.

[3] En tout cas ne l'étaient pas lors de la publication de ce communiqué le 12 avril à 18h. Le NISA précise qu'il s'agit d'un calcul expérimental utilisant notamment le résultat des analyses de la situation des réacteurs, conduites par le JNES, Japan Nuclear Energy Safety Organisation.

[4] Les incendies, explosion et la perte de refroidissement sur la piscine de stockage des combustibles irradiés du réacteur n°4, et les incendies et l'explosion qui s'y sont produits ont été classés au niveau 3 : « incident grave ».

[5] Cf. Annexe : Fukushima radioactive fallout nears Chernobyl levels – Newscientist.com – 25 mars 2011.

Le site du CRIIRAD (Commission de Recherche et d'Information Indépendantes sur la Radioactivité) peut être consulté à l'adresse suivante : http://www.criirad.org/