Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Yannick GUÉRIN : Directeur de Recherche au Commissariat à l'Énergie Atomique
-
Jean HENCKES : Directeur Technique, Fabrication du Combustible, AREVA - (Révision d'un dossier écrit antérieurement par Georges MONEYRON)
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Lire l’articleINTRODUCTION
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] ;
-
Combustibles à particules pour réacteurs à haute température [BN 3 640].
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Présentation
Conclusion
En anglais
6. Retour d'expérience
Avec plus de 350 réacteurs à eau légère en fonctionnement dans le monde depuis des décennies, le retour d'expérience est considérable. Ainsi l'expérience d'irradiation du combustible AREVA en REP est à fin 2007 d'environ 120 000 assemblages, 29 millions de crayons, majoritairement de conception 17 × 17.
Depuis de nombreuses années, nos connaissances sur le comportement des matériaux dans de telles conditions se sont affinées, ce qui a permis d'accroître les performances des combustibles et de mieux apprécier les marges disponibles, mais l'interprétation des phénomènes et leur modélisation continuent à faire l'objet d'importants efforts de recherche et développement.
Les connaissances ont beaucoup progressé grâce :
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aux renseignements d'ordre statistique sur des cœurs complets à fort taux d'irradiation ;
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aux nombreux examens de combustible réalisés sur site ;
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aux nombreux examens post-irradiatoires en cellules chaudes sur des crayons irradiés à différents taux de combustion : examens non destructifs qui donnent tous les éléments sur les évolutions dimensionnelles et examens destructifs permettant une compréhension fine du comportement en réacteur jusqu'à l'échelle micronique ;
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aux irradiations expérimentales réalisées dans des réacteurs dédiés qui ont permis de soumettre des combustibles standards à des conditions d'irradiation plus sévères (recherche des limites et détermination des marges), de mesurer in situ certaines grandeurs (comme la température à cœur ou la pression interne) pour valider les codes de comportement des combustibles, ou de tester de nouveaux matériaux (combustible et gaine) ;
-
aux différents essais réalisés hors pile, notamment sur maquettes.
L'ensemble des résultats expérimentaux disponibles a permis :
-
de progresser dans la compréhension du comportement ;
-
de développer des modèles de plus en plus physiques traduisant les nombreux phénomènes qui interviennent en réacteur ;
-
de qualifier sur une large base expérimentale des codes de comportement des combustibles en réacteur.
Les résultats expérimentaux et les codes de comportement ont permis les améliorations de la conception des crayons et assemblages, qui ont été rappelées ci-dessus, ainsi que de la...
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Retour d'expérience
BIBLIOGRAPHIE
-
(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).
-
(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.
-
(6) - DELAFOY (Ch.), RONDEPIERRE (J.F.) - Le combustible des Réacteurs à Eau sous Pression. - Site...
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