Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Yannick GUÉRIN : Directeur de Recherche au Commissariat à l'Énergie Atomique
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Jean HENCKES : Directeur Technique, Fabrication du Combustible, AREVA - (Révision d'un dossier écrit antérieurement par Georges MONEYRON)
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Dans ce dossier, nous traiterons la conception et la fabrication des combustibles à base d'uranium en mettant l'accent sur les combustibles des réacteurs à eau sous pression qui constituent actuellement en France la principale source de production d'énergie électrique.
Après la présentation du rôle du combustible nucléaire en général, le dossier passe en revue les combustibles à base d'uranium des différentes filières de réacteurs nucléaires en service dans le monde. Le cas des combustibles pour les réacteurs à eau légère, et plus particulièrement pour les réacteurs de type REP (réacteurs à eau pressurisée) tels que ceux mis en œuvre en France, est ensuite décrit avec plus de détails : leur conception, les phénomènes limitant leur domaine d'exploitation, les principales étapes de leur fabrication.
Aujourd'hui l'industrie des combustibles nucléaires à base d'uranium a acquis une grande maturité. Des milliers de tonnes sont fabriqués tous les ans avec des performances en service qui ont été considérablement améliorées au fil du temps. Malgré cela, le combustible nucléaire continue de faire l'objet de nombreux programmes de recherches et développements portant autant sur l'amélioration des performances que sur les combustibles des décennies à venir.
Le lecteur pourra se reporter également aux dossiers de ce traité :
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Thermohydraulique des réacteurs à eau sous pression [BN 3 050] ;
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Thermomécanique du combustible des réacteurs à eau sous pression [B 3 060] ;
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Fabrication des combustibles au plutonium pour les RNR [BN 3 632] ;
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Fabrication des combustibles au plutonium pour les REP et REB [BN 3 635] ;
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Combustibles à particules pour réacteurs à haute température [BN 3 640].
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5. Organisation des fabrications
L'impératif de fournir des produits de haute qualité prouvée a conduit l'industrie nucléaire à mettre en place très tôt une organisation dite d'Assurance qualité reposant sur une préparation et une qualification préalables de toutes les opérations, et sur l'enregistrement de nombreuses données. Cette organisation, qui permet de connaître à tout moment l'historique d'un assemblage ou composant, est un indispensable outil de progrès, chaque défaillance observée pouvant être reliée à sa cause primaire ; c'est aussi bien sûr une donnée essentielle pour apporter toutes les garanties au bon fonctionnement en exploitation. A contrario, l'obligation de prouver la validité d'une modification avant sa mise en œuvre impose des délais longs d'essais et d'études dont la lourdeur peut être parfois ressentie comme un handicap à l'innovation.
En matière de sécurité et de sûreté aussi, l'industrie nucléaire a dû s'adapter aux exigences toujours plus contraignantes des Autorités de sûreté visant à la fois la protection des travailleurs par des limites d'exposition aux rayonnements ionisants et à éviter la survenue d'un accident nucléaire dans les usines de fabrication (de tels accidents – dits de criticité – risqueraient de se produire si des matières fissiles étaient traitées ou stockées dans des conditions n'excluant pas des interactions neutroniques avec forte émission de rayonnements).
Ces deux types d'exigences ont contribué à façonner une organisation industrielle avec un poids exceptionnel accordé au formalisme et aux procédures ; ils ont aussi permis d'améliorer continuellement les performances tout en accompagnant la croissance du secteur.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BAILLY (H.), MENESSIER (D.), PRUNIER (C.) - Le combustible nucléaire des réacteurs à eau sous pression et des réacteurs à neutrons rapides – conception et comportement. - Eyrolles (1996).
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(2) - Fission Gas Behaviour in Water Reactor Fuels. - OECD/NEA Seminar Proceedings, Cadarache, France, sept. 2000.
-
(3) - Pellet clad Interaction in Water Reactor Fuels. - OECD/NEA Seminar Proceedings, Aix-en- Provence, France, mars 2004.
-
(4) - Very High Burn-ups in Light Water Reactors. - OECD/NEA report no 6224 (2006).
-
(5) - MARDON (J.P.), HOFFMANN (P.B.), GARNER (G.L.) - High burn-up behavior and Licensing of Alloy M5™. - International Meeting on LWR Fuel Performance. Kyoto, oct. 2005.
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(6) - DELAFOY (Ch.), RONDEPIERRE (J.F.) - Le combustible des Réacteurs à Eau sous Pression. - Site...
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