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Auteur(s)
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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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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans cet article, nous traiterons la technologie et la fabrication du combustible à base d’uranium.
Le lecteur se reportera également aux articles de ce traité :
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Thermohydraulique des réacteurs à eau sous pression Thermohydraulique des réacteurs à eau sous pression;
-
Caractéristiques neutroniques des réacteurs industriels [B 3 040] ;
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2. Combustibles des différentes filières
2.1 Points communs aux combustibles éprouvés
Nous entendons par combustibles éprouvés ceux qui sont destinés aux réacteurs commerciaux ou en voie de l’être, à l’exclusion des réacteurs de recherche.
Tous les combustibles sont composés d’éléments à géométrie cylindrique (figure 1).
Presque tous les combustibles sont constitués par des assemblages ou grappes de crayons. Le crayon est le combustible élémentaire (matière fissile + gaine). Seuls les combustibles des UNGG et HTR font exception : le premier parce qu’à base d’uranium métallique donc à faible puissance volumique, le second parce que très particulier 2.5.
Un tel choix conduit à une fabrication relativement simple, et le produit présente un rapport surface/volume élevé qui facilite le refroidissement. La mise en forme des combustibles de type céramique (UO2) est plus facile à réaliser sous forme de pastilles.
Le regroupement de crayons sous forme d’assemblages est donc général : il faut en chercher la cause dans le fractionnement de la matière fissile, nécessaire à la fois pour des raisons neutroniques et pour des raisons de refroidissement à haute puissance volumique (» 500 kW/ litre de cœur pour les RNR). De plus, il s’agit de réduire les durées de manipulation lorsque le principe du réacteur exige l’arrêt pour le chargement : on groupe donc un certain nombre de crayons pour réaliser le combustible. Ce groupage se fait en réseau (carré pour les réacteurs à eau ordinaire, hexagonal pour les RNR), et conduit à des combustibles ayant une masse unitaire de l’ordre de 500 kg et constitués d’une centaine de crayons (62 à 264 pour les réacteurs à eau ordinaire, 271 pour le RNR Superphénix).
HAUT DE PAGE2.2 Combustible pour réacteurs graphite-gaz
Il y a actuellement, en pratique, deux types principaux de combustible pour la filière graphite-gaz :
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ceux dont la matière fissile est de l’uranium naturel métallique ;
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ceux...
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