Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Connaître les propriétés mécaniques des combustibles irradiés est un enjeu majeur pour optimiser la gestion du parc nucléaire. Compte tenu de la taille réduite des pastilles combustibles, seules des techniques de caractérisation locales, comme la microscopie acoustique haute fréquence ou la micro-indentation, sont envisageables. Grâce à l’implantation d’un microscope acoustique dédié en cellule haute activité dans le centre de recherche européen ITU de Karlsruhe, il est possible d’extraire des données concernant le comportement élastique des combustibles jusqu’à plus de 10 ans de fonctionnement en réacteur. Donnant accès au module d’Young, à une bonne estimation de la densité, à des images de haute résolution en sous-surface, cet outil constitue un système de caractérisation standard des combustibles et matériaux irradiés.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Auteur(s)
-
Didier LAUX : Maître de conférences - Université Montpellier 2, institut d'Électronique du Sud, UMR CNRS 5214, Montpellier, France
-
Gilles DESPAUX : Professeur - Université Montpellier 2, institut d'Électronique du Sud, UMR CNRS 5214, Montpellier, France
-
Daniel BARON : Ex-ingénieur senior, - EDF R&D
-
Vincenzo RONDINELLA : Chef de service, cellules Haute Activité, - European Commission, Joint Research Centre, Institute for Transuranium Elements (ITU), Karlsruhe, Allemagne
-
Wim DE WEERD : Chargé d'expérimentations - European Commission, Joint Research Centre, Institute for Transuranium Elements (ITU), Karlsruhe, Allemagne
-
Mathias LAURIE : Chef de secteur, cellules Haute Activité - European Commission, Joint Research Centre, Institute for Transuranium Elements (ITU), Karlsruhe, Allemagne
INTRODUCTION
Connaître les propriétés mécaniques des combustibles irradiés est un enjeu majeur pour optimiser la gestion du parc nucléaire. Compte tenu de la taille réduite des pastilles combustibles, seules des techniques de caractérisation locales, comme la microscopie acoustique haute fréquence ou la micro-indentation par exemple, sont envisageables. Grâce à l’implantation d’un microscope acoustique dédié en cellule haute activité dans le centre de recherche européen ITU de Karlsruhe, il est possible d’extraire des données concernant le comportement élastique des combustibles jusqu’à plus de 10 ans de fonctionnement en réacteur. Donnant accès au module d’Young, à une bonne estimation de la densité, à des images de haute résolution en sous-surface, cet outil constitue un système de caractérisation standard des combustibles et matériaux irradiés.
The knowledge of mechanical properties of irradiated fuel is necessary to improve nuclear power plants management. As fuel pellets are very small, only local characterization methods such as high frequency acoustic microscopy or micro-indentation for instance are relevant. Thanks to the introduction of a specific acoustic microscope in the European Research Centre ITU of Karlsruhe, it is now possible to obtain data concerning the elastic behavior of nuclear fuel up to more than 10 years of irradiation. This device, which can assess the Young modulus, correctly estimates the density, gives high resolution sub-surface pictures of fuel pellets now constitutes a standard characterization tool of nuclear fuel and irradiated materials.
microscopie acoustique – combustibles irradiés – taux de combustion – modules d’élasticité – densitométrie
acoustic microscopy – nuclear fuel – burnup – elastic moduli – densitometry
Domaine : imagerie ultrasonore haute résolution et caractérisation mécanique
Degré de diffusion de la technologie : maturité
Technologies impliquées : microscopie acoustique
Domaines d’application : combustibles nucléaires et matériaux irradiés
Principaux acteurs français : Institut d’Électronique du Sud (Université Montpellier 2 – CNRS) – EDF R&D
Autres acteurs dans le monde : European Commission – Joint Research Centre – ITU Karlsruhe
Contacts : [email protected] – [email protected]
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
Cet article fait partie de l’offre
Contrôle non destructif
(51 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Contexte général : optimisation de la gestion du parc nucléaire
En anglais
6. Conclusion
Après une étude fine des paramètres pertinents d'un point de vue ultrasonore pour caractériser les combustibles, nous avons mis au point un microscope acoustique spécifique qui, aujourd'hui, est utilisé dans sa version « utilisation en routine » au centre européen JRC-ITU à Karlsruhe.
Des conclusions tout à fait nouvelles sur l'évolution des propriétés élastiques des combustibles UO2 en fonction du taux de combustion ont pu être dégagées pour des combustibles ayant séjourné jusqu'à 10 ans en réacteur.
L'hypothèse de base qui consiste à tout ramener à un effet global du taux de combustion sans distinguer les effets thermiques, chimiques... semble cohérente et a permis de définir des équations simples rendant l'appareil utilisable en version quasi plug and play.
En effet aujourd'hui, le microscope permet d'obtenir rapidement et de façon locale à la fois le module d'Young et la masse volumique, avec une incertitude relative maximale de 5 %.
Diverses mesures, non présentées ici, sur d'autres combustibles non irradiés (HTR et UMo) ont permis d'obtenir des résultats convaincants (figure 15), en particulier pour la caractérisation des matériaux de gainage : plaques des combustibles UMo, gaines en Zircaloy irradiées ou non. Ainsi au-delà des aspects « combustibles », on peut conclure que cet...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Contrôle non destructif
(51 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BRIGGS (G.A.D.), KOLOSOV (O.) - Acoustic Microscopy - Oxford. University Press (2010)
-
(2) - ROYER (D.), DIEULESAINT (E.) - Ondes élastiques dans les solides - Tome 1. Masson (1996).
-
(3) - VIKTOROV (I.A.) - Rayleigh and Lamb waves - Plenum, New-York (1967).
-
(4) - MAEV (R.Gr.) - Acoustic Microscopy - Wiley-VCH (2008).
-
(5) - BAILLY (H.) et al - Le combustible nucléaire des réacteurs à eau sous pression et des réacteurs à neutrons rapides - Série Synthèse. Éditions. Eyrolles (1996).
-
(6) - REYNOLDS (A.B.) - Bluebells and nuclear energy - Cogito Books (1996).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Contrôle non destructif
(51 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
