Article

1 - CONTEXTE GÉNÉRAL : OPTIMISATION DE LA GESTION DU PARC NUCLÉAIRE

2 - MICROSCOPIE ACOUSTIQUE

3 - COMBUSTIBLE EN RÉACTEUR : RAPPELS

4 - MICROSCOPIE ACOUSTIQUE DÉDIÉE AUX MATÉRIAUX IRRADIÉS ET SON ADAPTATION

5 - PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DES COMBUSTIBLES

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : R4070 v1

Microscope acoustique pour l'étude des combustibles nucléaires irradiés

Auteur(s) : Didier LAUX, Gilles DESPAUX, Daniel BARON, Vincenzo RONDINELLA, Wim DE WEERD, Mathias LAURIE

Date de publication : 10 juin 2014

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Présentation

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.

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ABSTRACT

Acoustic microscope for irradiated nuclear fuel study

 

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

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 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.

Abstract :

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.

Mots-Clés :

microscopie acoustique – combustibles irradiés – taux de combustion – modules d’élasticité – densitométrie

Keywords :

acoustic microscopy – nuclear fuel – burnup – elastic moduli – densitometry

Points-clés

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]

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r4070


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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).

  • ...

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