{"id":115738,"date":"2022-04-30T16:56:00","date_gmt":"2022-04-30T15:56:00","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-la-fusion-du-combustible-nucleaire-definition\/"},"modified":"2022-05-05T09:10:07","modified_gmt":"2022-05-05T08:10:07","slug":"quest-ce-que-la-fusion-du-combustible-nucleaire-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-la-fusion-du-combustible-nucleaire-definition\/","title":{"rendered":"Qu&rsquo;est-ce que la fusion du combustible nucl\u00e9aire &#8211; D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"<p><span><div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">Bien que le point de fusion de l&rsquo;UO2 soit sup\u00e9rieur \u00e0 2\u00a0800\u00a0\u00b0C, le combustible est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures centrales de pointe beaucoup plus basses (moins de 1\u00a0400\u00a0\u00b0C).\u00a0Cela fournit une marge suffisante \u00e0 la fusion du combustible et \u00e0 la perte d&rsquo;int\u00e9grit\u00e9 du combustible.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral, la fusion du combustible doit \u00e9galement \u00eatre exclue pour les accidents de condition III et de condition IV.\u00a0Fusion du combustible nucl\u00e9aire<\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>La <\/span><strong><span>conductivit\u00e9 thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0du<\/span><strong><span>\u00a0dioxyde d&rsquo;uranium<\/span><\/strong><span> est tr\u00e8s faible par rapport \u00e0 l&rsquo;uranium m\u00e9tallique, au nitrure d&rsquo;uranium, au carbure d&rsquo;uranium et au mat\u00e9riau de rev\u00eatement en zirconium.\u00a0La conductivit\u00e9 thermique est l&rsquo;un des param\u00e8tres qui d\u00e9terminent la <\/span><strong><span>temp\u00e9rature centrale du carburant<\/span><\/strong><span>.\u00a0Cette faible conductivit\u00e9 thermique peut entra\u00eener une surchauffe localis\u00e9e dans l&rsquo;axe du carburant et cette surchauffe doit donc \u00eatre \u00e9vit\u00e9e.\u00a0<\/span><strong><span>La surchauffe du combustible est emp\u00each\u00e9e en maintenant le taux de chaleur lin\u00e9aire de<\/span><\/strong><span> pointe (LHR) \u00e0 l&rsquo;\u00e9tat stable ou le <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/reactor-operation\/normal-operation-reactor-control\/heat-flux-hot-channel-factor-fqz\/\"><span>facteur de canal chaud de flux thermique &#8211; F<\/span><sub><span>Q<\/span><\/sub><span>(z)<\/span><\/a><span>\u00a0en dessous du niveau auquel se produit la fusion de l&rsquo;axe central du carburant.\u00a0L&rsquo;expansion de la pastille de combustible lors de la fusion de l&rsquo;axe central peut amener la pastille \u00e0 contraindre la gaine jusqu&rsquo;au point de rupture.<\/span><\/p>\n<p><span>Bien que le point de fusion de l&rsquo;UO2 soit sup\u00e9rieur \u00e0\u00a0<\/span><strong><span>2 800 \u00b0C<\/span><\/strong><span>, le combustible est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures centrales de pointe beaucoup plus basses (moins de 1 400 \u00b0C).\u00a0Cela fournit une marge suffisante \u00e0 la fusion du combustible et \u00e0 la perte d&rsquo;int\u00e9grit\u00e9 du combustible.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral, la fusion du combustible doit \u00e9galement \u00eatre exclue pour les accidents de condition III et de condition IV.\u00a0Mais la catastrophe nucl\u00e9aire de Fukushima Daiichi en 2011 soul\u00e8ve le probl\u00e8me de la s\u00e9curit\u00e9 des centrales nucl\u00e9aires \u00e0 un nouveau niveau dans le monde.\u00a0Il est difficile de pr\u00e9voir ces \u00e9v\u00e9nements et tous les autres accidents hors dimensionnement et de s&rsquo;y pr\u00e9parer en raison de leur extr\u00eame raret\u00e9.\u00a0Dans ces circonstances peu fr\u00e9quentes, la centrale peut ne pas \u00eatre en mesure de fonctionner en toute s\u00e9curit\u00e9.\u00a0La r\u00e9duction de la marge de s\u00e9curit\u00e9 d&rsquo;une usine peut provoquer des pannes catastrophiques telles que des fusions<\/span><\/p>\n<p><span>En cas de fusion du combustible nucl\u00e9aire, il faut distinguer dans quel cas la temp\u00e9rature de fusion du combustible est atteinte.\u00a0La fonte du carburant peut se produire:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>Surpuissance lente des barres de combustible.\u00a0En cas d&rsquo;augmentation de la surpuissance du combustible lente par rapport au taux de transfert de chaleur \u00e0 travers le combustible, la fusion ne se produit qu&rsquo;\u00e0 une \u00e9chelle locale.<\/span><\/li>\n<li><span>Perte de la source froide ultime.\u00a0En cas de perte de primaire, la puissance du crayon diminue, la temp\u00e9rature du combustible n&rsquo;est sup\u00e9rieure que de quelques dizaines de degr\u00e9s Celsius \u00e0 la temp\u00e9rature de la gaine.<\/span><\/li>\n<li><span>Accidents de la RIA.\u00a0Dans ces accidents, le d\u00e9p\u00f4t important et rapide d&rsquo;\u00e9nergie dans le combustible peut entra\u00eener la fusion, la fragmentation et la dispersion du combustible.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h2><span>Accident de fusion du c\u0153ur du r\u00e9acteur<\/span><\/h2>\n<p><strong><span>L&rsquo;accident de fusion du c\u0153ur du r\u00e9acteur<\/span><\/strong><span>\u00a0est un \u00e9v\u00e9nement ou une s\u00e9quence d&rsquo;\u00e9v\u00e9nements qui entra\u00eenent la fusion d&rsquo;une partie du combustible dans le c\u0153ur du r\u00e9acteur.\u00a0Bien que cet \u00e9v\u00e9nement soit tr\u00e8s improbable, il ne peut \u00eatre exclu.\u00a0Il y a de tr\u00e8s nombreuses barri\u00e8res \u00e0 franchir.\u00a0En particulier, une d\u00e9faillance courante (g\u00e9n\u00e9ralement 3&#215;100%) du syst\u00e8me de refroidissement d&rsquo;urgence du c\u0153ur (ECCS) doit se produire apr\u00e8s une grave perte de liquide de refroidissement.<\/span><\/p>\n<p><span>Ce type d&rsquo;accident est connu sous le terme de\u00a0<\/span><strong><span>fusion nucl\u00e9aire<\/span><\/strong><span>\u00a0(fusion du c\u0153ur), mais il n&rsquo;est officiellement d\u00e9fini ni par l&rsquo;Agence internationale de l&rsquo;\u00e9nergie atomique ni par la Commission de r\u00e9glementation nucl\u00e9aire.\u00a0L&rsquo;accident de fusion du c\u0153ur est un grave accident de r\u00e9acteur nucl\u00e9aire qui entra\u00eene des dommages au c\u0153ur dus \u00e0 une surchauffe.\u00a0Il se produit lorsque la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire d\u00e9passe la chaleur \u00e9vacu\u00e9e par les syst\u00e8mes de refroidissement au point o\u00f9 au moins un \u00e9l\u00e9ment combustible nucl\u00e9aire d\u00e9passe son point de fusion.\u00a0La chaleur provoquant la fusion d&rsquo;un r\u00e9acteur peut provenir de la r\u00e9action nucl\u00e9aire en cha\u00eene, mais le plus souvent, <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/reactor-operation\/residual-heat\/decay-heat-decay-energy\/\"><span>la chaleur de d\u00e9sint\u00e9gration<\/span><\/a><span>\u00a0des produits de fission contenus dans les barres de combustible est la principale source de chaleur.<\/span><\/p>\n<p><span>Si le c\u0153ur du r\u00e9acteur reste sec pendant un temps consid\u00e9rable, la temp\u00e9rature des crayons combustibles s&rsquo;\u00e9l\u00e8ve et peut atteindre localement des niveaux provoquant une d\u00e9gradation importante et irr\u00e9versible du c\u0153ur.\u00a0Les m\u00e9canismes de cette d\u00e9gradation sont \u00e0 la fois chimiques et m\u00e9caniques.\u00a0Selon les niveaux de temp\u00e9rature locaux, la d\u00e9gradation peut se traduire par une production d&rsquo;hydrog\u00e8ne plus ou moins s\u00e9v\u00e8re, un d\u00e9gagement de produits de fission (PF), la formation et la propagation de corium fondu vers la t\u00eate inf\u00e9rieure.<\/span><\/p>\n<p><span>R\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9ciale: Nuclear Power Reactor Core Melt Accidents ISBN : 978-2-7598-1835-8, IRSN 2015.<\/span><\/p>\n<h2><span>Cuir<\/span><\/h2>\n<p><strong><span>Le corium<\/span><\/strong><span>, \u00e9galement appel\u00e9 mat\u00e9riau contenant du combustible (FCM), est un mat\u00e9riau semblable \u00e0 de la lave cr\u00e9\u00e9 dans le c\u0153ur d&rsquo;un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire lors d&rsquo;un accident de fusion.\u00a0Cela consiste en:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>m\u00e9lange de combustible nucl\u00e9aire et de gaine de zirconium oxyd\u00e9,<\/span><\/li>\n<li><span>produits de fission,<\/span><\/li>\n<li><span>barres de commande,<\/span><\/li>\n<li><span>mat\u00e9riaux de structure des parties affect\u00e9es du r\u00e9acteur, produits de leur r\u00e9action chimique avec l&rsquo;air, l&rsquo;eau et la vapeur,<\/span><\/li>\n<li><span>et, en cas de rupture de la cuve du r\u00e9acteur, du b\u00e9ton fondu provenant du sol de la salle du r\u00e9acteur.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Si la temp\u00e9rature atteint le point de fusion de l&rsquo;UO2, un combustible se d\u00e9grade g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 partir du centre du c\u0153ur.\u00a0En raison de la formation des\u00a0<\/span><strong><span>liquides eutectiques<\/span><\/strong><span>, la temp\u00e9rature de fusion peut \u00eatre inf\u00e9rieure de plusieurs centaines de degr\u00e9s \u00e0 celle du point de fusion de l&rsquo;UO2 (3100 K).\u00a0Le zirconium de la gaine combustible, avec d&rsquo;autres m\u00e9taux, r\u00e9agit avec l&rsquo;eau et produit\u00a0<\/span><strong><span>du dioxyde de zirconium<\/span><\/strong><span>\u00a0et\u00a0<\/span><strong><span>de l&rsquo;hydrog\u00e8ne<\/span><\/strong><span>.\u00a0La production d&rsquo;hydrog\u00e8ne est un danger majeur dans les accidents de r\u00e9acteurs.\u00a0Au fur et \u00e0 mesure que la masse fondue eutectique augmente, le bain de corium peut se former et se dilater axialement et radialement dans le coeur jusqu&rsquo;\u00e0 ce qu&rsquo;il atteigne soit le d\u00e9flecteur, soit la plaque support du coeur.\u00a0A ce moment, le corium coule dans la t\u00eate inf\u00e9rieure.\u00a0La d\u00e9gradation peut conduire \u00e0 terme \u00e0 des configurations simultan\u00e9es tr\u00e8s diff\u00e9rentes dans le c\u0153ur, allant de crayons intacts ou peu d\u00e9grad\u00e9s \u00e0 la formation d&rsquo;un bain de corium ou d&rsquo;un lit de d\u00e9bris.<\/span><\/p>\n<p><span>Dans tous les cas, le corium \u00e9vapore progressivement l&rsquo;eau pr\u00e9sente dans la t\u00eate inf\u00e9rieure.\u00a0S&rsquo;il n&rsquo;y a pas d&rsquo;apport d&rsquo;eau suppl\u00e9mentaire et que la configuration des d\u00e9bris est telle qu&rsquo;ils ne peuvent pas \u00eatre refroidis efficacement, la temp\u00e9rature des mat\u00e9riaux s&rsquo;\u00e9l\u00e8ve progressivement jusqu&rsquo;\u00e0 atteindre le point de fusion des structures en acier (plaques, tubes, etc.) situ\u00e9es dans la t\u00eate inf\u00e9rieure.\u00a0En cas de refroidissement ad\u00e9quat du corium, celui-ci peut se solidifier et les d\u00e9g\u00e2ts se limitent au r\u00e9acteur lui-m\u00eame.\u00a0Cependant, en l&rsquo;absence d&rsquo;un refroidissement ad\u00e9quat, le corium peut fondre \u00e0 travers la cuve du r\u00e9acteur et s&rsquo;\u00e9couler ou \u00eatre \u00e9ject\u00e9 sous forme de courant fondu par la pression \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur de la cuve du r\u00e9acteur.<\/span><\/p>\n<p><span>Cependant, le renoyage du c\u0153ur peut ne pas \u00eatre b\u00e9n\u00e9fique dans toutes les conditions.\u00a0Les ph\u00e9nom\u00e8nes suivants peuvent se produire lors du renoyage:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>g\u00e9n\u00e9ration massive de vapeur, avec production d&rsquo;hydrog\u00e8ne et augmentation de la puissance du r\u00e9acteur<\/span><\/li>\n<li><span>pression du syst\u00e8me de refroidissement;<\/span><\/li>\n<li><span>explosion de vapeur par interaction corium-eau;<\/span><\/li>\n<li><span>poursuite de la fonte du c\u0153ur, malgr\u00e9 les apports d&rsquo;eau;<\/span><\/li>\n<li><span>lib\u00e9ration plus rapide des produits de fission.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>En cas de rupture de cuve lors d&rsquo;un accident de fusion du c\u0153ur, le corium issu de cette fusion du c\u0153ur et de la fusion des structures internes se d\u00e9versera sur le radier du puits de cuve.\u00a0L&rsquo;\u00a0<\/span><strong><span>interaction noyau en fusion-b\u00e9ton<\/span><\/strong><span>\u00a0(MCCI) est consid\u00e9r\u00e9e comme l&rsquo;un des ph\u00e9nom\u00e8nes importants pouvant conduire \u00e0 la rupture tardive du confinement par p\u00e9n\u00e9tration du radier lors d&rsquo;un hypoth\u00e9tique accident grave de r\u00e9acteurs \u00e0 eau l\u00e9g\u00e8re (LWR).\u00a0Le processus est entra\u00een\u00e9 par la temp\u00e9rature initiale \u00e9lev\u00e9e du corium fondu et la chaleur de d\u00e9sint\u00e9gration g\u00e9n\u00e9r\u00e9e \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur du bain par la d\u00e9sint\u00e9gration radioactive des produits de fission.\u00a0\u00c9videmment, la progression du MCCI prend une importance primordiale et joue un r\u00f4le cl\u00e9 pour menacer l&rsquo;int\u00e9grit\u00e9 du confinement, derni\u00e8re barri\u00e8re des produits de fission.<\/span><\/p>\n<p><span>\u00a0<\/span><\/p>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span><div class=\"su-accordion su-u-trim\"><div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>R\u00e9f\u00e9rences :<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"><\/div><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>La science des mat\u00e9riaux:<\/span><\/p>\n<ol>\n<li><span>D\u00e9partement am\u00e9ricain de l&rsquo;\u00e9nergie, science des mat\u00e9riaux.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 et 2. Janvier 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>D\u00e9partement am\u00e9ricain de l&rsquo;\u00e9nergie, science des mat\u00e9riaux.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 et 2. Janvier 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>William D. Callister, David G. Rethwisch.\u00a0Science et g\u00e9nie des mat\u00e9riaux : une introduction 9e \u00e9dition, Wiley ;\u00a09 \u00e9dition (4 d\u00e9cembre 2013), ISBN-13\u00a0: 978-1118324578.<\/span><\/li>\n<li><span>En ligneEberhart, Mark (2003).\u00a0Pourquoi les choses se cassent\u00a0: Comprendre le monde par la mani\u00e8re dont il se d\u00e9compose.\u00a0Harmonie.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.<\/span><\/li>\n<li><span>Gaskell, David R. (1995).\u00a0Introduction \u00e0 la thermodynamique des mat\u00e9riaux (4e \u00e9d.).\u00a0\u00c9ditions Taylor et Francis.\u00a0ISBN 978-1-56032-992-3.<\/span><\/li>\n<li><span>Gonz\u00e1lez-Vi\u00f1as, W. &amp; Mancini, HL (2004).\u00a0Une introduction \u00e0 la science des mat\u00e9riaux.\u00a0Presse universitaire de Princeton.\u00a0ISBN 978-0-691-07097-1.<\/span><\/li>\n<li><span>Ashby, Michael;\u00a0Hugh Shercliff;\u00a0David Cebon (2007).\u00a0Mat\u00e9riaux: ing\u00e9nierie, science, traitement et conception (1\u00e8re \u00e9d.).\u00a0Butterworth-Heinemann.\u00a0ISBN 978-0-7506-8391-3.<\/span><\/li>\n<li><span>JR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au g\u00e9nie nucl\u00e9aire, 3e \u00e9d., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-default\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><span>Voir ci-dessus:<\/span><br \/>\n<span>Probl\u00e8mes mat\u00e9riels<a href=\"https:\/\/material-properties.org\" class=\"su-button su-button-style-flat\" style=\"color:#606060;background-color:#ffffff;border-color:#cccccc;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#606060;padding:7px 20px;font-size:16px;line-height:24px;border-color:#ffffff;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px;text-shadow:0px 0px 0px #000000;-moz-text-shadow:0px 0px 0px #000000;-webkit-text-shadow:0px 0px 0px #000000\"><img src=\"icon : lien\" alt=\"\" style=\"width:24px;height:24px\" \/> <\/span><\/a><\/span><\/p><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Nous esp\u00e9rons que cet article,\u00a0<\/span><strong><span>Fusion du combustible nucl\u00e9aire<\/span><\/strong><span>\u00a0, vous aidera.\u00a0Si oui,\u00a0<\/span><strong><span>donnez-nous un like<\/span><\/strong><span>\u00a0dans la barre lat\u00e9rale.\u00a0L&rsquo;objectif principal de ce site Web est d&rsquo;aider le public \u00e0 apprendre des informations int\u00e9ressantes et importantes sur les mat\u00e9riaux et leurs propri\u00e9t\u00e9s.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nous esp\u00e9rons que cet article,\u00a0Fusion du combustible nucl\u00e9aire\u00a0, vous aidera.\u00a0Si oui,\u00a0donnez-nous un like\u00a0dans la barre lat\u00e9rale.\u00a0L&rsquo;objectif principal de ce site Web est d&rsquo;aider le public \u00e0 apprendre des informations int\u00e9ressantes et importantes sur les mat\u00e9riaux et leurs propri\u00e9t\u00e9s.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu&#039;est-ce que la fusion du combustible nucl\u00e9aire - D\u00e9finition | Propri\u00e9t\u00e9s mat\u00e9rielles<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Bien que le point de fusion de l&#039;UO2 soit sup\u00e9rieur \u00e0 2 800 \u00b0C, le combustible est g\u00e9n\u00e9ralement utilis\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures centrales de pointe beaucoup plus basses (moins de 1 400 \u00b0C). 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