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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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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 :
-
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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4. Description du combustible REP
Un élément combustible peut schématiquement être décomposé en divers éléments constitutifs qui sont :
La figure 3 détaille les principales fonctions des composants de l’assemblage.
Par ailleurs, à chaque élément combustible (157 par cœur de réacteur d’une puissance électrique de 900 MW) est associée une grappe annexe dans le réacteur. Un certain nombre de ces grappes (environ 50) sont des grappes de réglage (absorbantes) servant à contrôler la marche du réacteur.
Les autres sont des grappes poison ou des grappes bouchon. Les grappes poison ne servent qu’au premier cycle (soit un an) lors du démarrage d’un réacteur. Le but est d’équilibrer, par un poison consommable (verre boré), le flux neutronique qui présente des distorsions, le réacteur n’ayant pas encore son régime de croisière.
Les grappes bouchon servent simplement à obturer les orifices des tubes-guides dans tous les éléments qui ne comportent ni grappe absorbante ni grappe poison.
Reprenons ces divers composants et examinons ce qui les caractérise, quelles sont les propriétés intrinsèques de chacun d’eux.
4.1 Pastilles d’UO2 fritté
La matière fissile est utilisée sous forme de petits cylindres de bioxyde d’uranium.
Les propriétés du bioxyde d’uranium sont les suivantes :
-
il a une structure isotrope stable jusqu’au point de fusion, c’est‐à‐dire aux environs de 2 800 oC, sans présenter de points de transition intermédiaires ;
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il est chimiquement stable vis-à-vis de la plupart des fluides caloporteurs, ce qui est très intéressant en cas de rupture de gaine ;
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il retient la plus grande partie des produits de fission ;
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l’oxygène absorbe très peu les neutrons.
Les caractéristiques généralement imposées aux pastilles sont les suivantes :
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dimensions :
![]()
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dishing : petite cuvette située sur les faces plates des pastilles, servant à absorber la dilatation différentielle sous l’effet de l’important gradient de température entre...
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