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Auteur(s)
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Charles FRIBOURG : Ingénieur général de l’armement (2 section) - Directeur technique de TECHNICATOME
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L’auteur s’exprimant à titre personnel n’engage pas la société TECHNICATOME
Cet article traite de la conception et de l’exploitation du réacteur nucléaire de propulsion navale et essentiellement de la filière dominante, celle du réacteur à eau sous pression. Les autres types de réacteurs réalisés ou concevables pour la propulsion navale y sont aussi présentés.
Ce texte fait suite à l’article Navires à propulsion nucléaire « Navires à propulsion nucléaire ».
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Contrôle de la réactivité
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6. Cœur
Le cœur du REP de propulsion nucléaire, plus petit que celui du REP électrogène terrestre (de l’ordre du mètre cube), doit aussi satisfaire à des conditions de service différentes ([B 3 100] Réacteurs à eau sous pression. Description ) :
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il doit pouvoir supporter un nombre élevé de transitoires incluant des variations d’allure de forte amplitude (par exemple, des variations de 10 % à 100 % de la puissance en 60 secondes) ;
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le gainage du combustible doit être particulièrement étanche, car une gaine fuyarde, dans un réacteur aussi compact que celui d’un navire, entraînerait des conséquences bien plus graves que sur une centrale électrogène terrestre, plus aisée à décontaminer ;
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en raison de la petite taille du cœur, les fuites de neutrons pèsent dans le bilan neutronique [de l’ordre de 10 000 pcm (parties pour cent mille)], ce qui conduit à des enrichissements de rejet élevés. Le fort niveau de fuite est générateur d’un coefficient de température modérateur négatif et élevé en valeur absolue, du fait de la sensibilité de l’âge de Fermi des neutrons thermiques aux variations de la masse volumique de l’eau ;
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les éléments de structure (essentiellement en alliage de zirconium) devant résister à des sollicitations mécaniques élevées (cas des navires militaires et du brise-glace), leur masse est proportionnellement plus grande dans le cœur, ce qui participe également à un enrichissement plus élevé du combustible ;
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compte tenu des contraintes thermomécaniques sévères auquel il est soumis, le composant élémentaire du réseau combustible est de faible dimension, ce qui est également favorable à une température modérée à cœur du combustible en puissance. Le fractionnement du combustible s’en trouve augmenté et les conséquences d’une fuite de gaine sont plus limitées ;
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de ce fait, le coefficient Doppler intégral est relativement faible, ce qui diminue légèrement l’amplitude en réactivité demandée au système de contrôle du cœur et améliore l’autorégulation du réacteur lors des variations d’allure ;
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de...
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