Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Jean-Louis NIGON : Ingénieur de l’École Polytechnique - COGEMA – Directeur adjoint Recherche et Développement - Professeur associé au Conservatoire National des Arts et Métiers
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Gérard LE BASTARD : Ingénieur de l’École Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique de Poitiers - COGEMA – Directeur de la Business Unit Recyclage - MELOX – Président-Directeur général
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dès le début des années 1960, simultanément aux développements faits sur les réacteurs à neutrons rapides, on s’est intéressé à l’utilisation du plutonium dans les réacteurs à eau (réacteur à eau sous pression REP, et réacteur à eau bouillante REB). En 1963, le premier assemblage MOX, fabriqué à Dessel (Belgique) dans l’usine P0 de Belgonucléaire (BN), est introduit dans BR3, réacteur belge à eau sous pression (REP). Cette expérience a précédé l’introduction de quantités significatives de combustibles au plutonium dans des réacteurs industriels : Garigliano (REB) en Italie en 1968 et Chooz (REP de SENA) en France en 1974. Le recyclage s’est poursuivi en Allemagne, NUKEM (devenue ensuite KWU) fabricant dans l’atelier MOX du site d’Hanau, puis a réellement pris son essor industriel après 1984, date de la création de COMMOX entre BN et COGEMA, avec la livraison en 1987 de la première recharge pour EDF et son chargement dans un REP 900 MWe de Saint-Laurent-des-Eaux.
Le lecteur se reportera aussi aux articles :
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BN 3 630 – Fabrication des combustibles au plutonium ;
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BN 3 660 – Déchets radioactifs. Gestion.
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Présentation
Description du combustible1. Caractéristiques fonctionnelles du combustible
1.1 Situation dans le cœur
Il faut distinguer les REP et les REB.
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Dans un REB, l’assemblage combustible est constitué d’un faisceau de crayons combustibles enfermés dans un boîtier ; la physique des réacteurs impose un zonage de crayons de teneurs différentes en matière fissile (enrichissement en 235U ou teneur en plutonium) et l’usage de poisons consommables, en général du gadolinium sous le forme de Gd2O3 dans des crayons UO2. Un assemblage MOX de REB contient des crayons MOX et des crayons UO2. La plupart des réacteurs bouillants existants peuvent recevoir jusqu’à 50 % ou 60 % d’assemblages MOX sans modification ; la conception d’un cœur 100 % MOX dans un REB ne requiert que des modifications mineures ; c’est le cas du REB de type ABWR que Hitachi, sous licence General Electric, a réalisé à Ohma (Japon) pour EPDC.
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Dans un REP, le couplage neutronique entre assemblages est plus important ; le bilan de réactivité est aussi plus contraignant. Le plutonium absorbe plus les neutrons thermiques que l’uranium ; un assemblage MOX est environ deux fois plus absorbant qu’un assemblage UO2, l’efficacité du bore soluble et celle des grappes de commande s’en trouvent réduites.
EDF avait prévu dès l’origine la possibilité d’introduire des assemblages MOX dans les cœurs de ses REP 900 MWe (CP1 – CP2) et 1 300 MWe en imposant que les couvercles de cuve comportent les réserves nécessaires à l’adjonction de grappes de commandes supplémentaires. Il est ainsi possible de charger 30 % du cœur des REP 900 MWe de combustible MOX, et, selon le type de réacteurs, 20 à 40 % dans les autres REP français ou étrangers (toutefois les autorisations n’ont pas été demandées pour tous les réacteurs).
Ainsi dans un REP, les assemblages MOX côtoient des assemblages UO2, ce qui contraint au zonage pour limiter les pics...
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Caractéristiques fonctionnelles du combustible
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BAIRIOT (H.), co - Contribution belge au recyclage industriel du Pu - . Énergie Nucléaire Mag. (juin-juill. 1985).
-
(2) - BAIRIOT (H.), LE BASTARD (G.) - Commox, An european joint venture - . Nuclear Europe (déc. 1985).
-
(3) - BAIRIOT (H.), co - LWR Mox fuel experience in Belgium and France with special emphasis on results obtained in BR 3 - . IAEA symposium on improvments in water reactor fuel technology and utilization, Stockholm (sept. 1986).
-
(4) - BARRE (B.), COURTAUD (J.M.), DARROUZET (M.), GOLINELLI (C.), SCHWARTZ (J.P.), GAMBIER (G.) - Advanced PWR’s : prospects and experimental basis - . ENC4, Genève, (juin 1986), p. 487-92.
-
(5) - CRUICKSHANK (A.) - Cogema looks to wider markets - . Nucl. Eng. Intern. 29, no 359, (sept. 1984), p. 33-42.
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(6) - COUTURE (J.), LE BASTARD (G.) - The...
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