Technologie et fabrication du combustible à base d’uranium : Caractéristiques particulières de cette fabrication

1.1 - Définition du combustible
1.2 - Rôles du combustible

2 - Combustibles des différentes filières

2.1 - Points communs aux combustibles éprouvés
2.2 - Combustible pour réacteurs graphite-gaz
2.3 - Combustible pour réacteurs à eau lourde

Tableau 1
2.4 - Combustible pour réacteurs à neutrons rapides refroidis par un métal liquide (RNR)
2.5 - Combustible pour réacteurs à haute température (HTR)

Tableau 2
2.6 - Combustible pour réacteurs à eau ordinaire

3 - Choix des matériaux et conception pour le combustible REP

3.1 - Généralités
3.2 - Historique des choix

Tableau 3 Tableau 4

4 - Description du combustible REP

4.1 - Pastilles d’UO2 fritté
4.2 - Gaine
4.3 - Crayon combustible
4.4 - Grilles
4.5 - Pièces d’extrémité (ou embouts)
4.6 - Structures et faisceau de crayons

5 - Fabrication des combustibles REP

5.1 - Pastilles d’UO2

Tableau 5
5.2 - Crayon combustible
5.3 - Structures

Figure 6 - Contrôle des grilles
5.4 - Assemblage

Figure 7 - Réalisation du squelette Figure 8 - Contrôle de l’assemblage

6 - Caractéristiques particulières de cette fabrication

7 - Rôle de l’assurance qualité

8 - Expérience d’exploitation et surveillance

9 - Conclusion

Présentation

Auteur(s)

Georges MONEYRON : Ingénieur des Arts et Manufactures - Master of Science - Directeur Général de la Société Franco-Belge de Fabrication de Combustible (FBFC)

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INTRODUCTION

Dans cet article, nous traiterons la technologie et la fabrication du combustible à base d’uranium.

Nota :

Le lecteur se reportera également aux articles de ce traité :

Thermohydraulique des réacteurs à eau sous pression Thermohydraulique des réacteurs à eau sous pression ;
Caractéristiques neutroniques des réacteurs industriels [B 3 040] ;
Corrosion des matériaux métalliques [B 3 750].

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-b3620

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6. Caractéristiques particulières de cette fabrication

La fabrication du combustible pour réacteur à eau ordinaire présente un certain nombre de caractéristiques dont le regroupement conduit à une mise en œuvre complexe et très particulière. On peut citer notamment :

les aspects dus à la mise en œuvre de matériaux radioactifs et toxiques :
- mesures de radioprotection,
- surveillance médicale du personnel,
- problème de criticité,
- propreté nucléaire des installations : gants, surchaussures (tant que l’uranium n’est pas gainé), douches pour le personnel qui a été en contact avec l’uranium, interdiction de fumer dans les locaux où l’uranium est à l’air libre ;
la gestion nucléaire :
- comptabilité rigoureuse des matières fissiles (liée à la valeur des matériaux utilisés),
- règlements nationaux et internationaux (matières stratégiques) ;
la manipulation de produits longs (plus de 4 m) ;
la manipulation de produits lourds (700 kg) ;
la fragilité des produits ;
la multiplicité des techniques (chimie, métallurgie, mécanique conventionnelle et mécanique fine, contrôles sophistiqués, etc.) ;
l’importance particulière de la qualité :
- contrôles rigoureux à chaque stade de la fabrication,
- pureté des matériaux,
- système d’assurance de qualité, que nous développons ci‐après.