{"id":115742,"date":"2022-05-01T06:06:15","date_gmt":"2022-05-01T05:06:15","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-les-dommages-causes-par-les-radiations-aux-materiaux-du-reacteur-definition\/"},"modified":"2022-05-05T11:26:40","modified_gmt":"2022-05-05T10:26:40","slug":"quest-ce-que-les-dommages-causes-par-les-radiations-aux-materiaux-du-reacteur-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-les-dommages-causes-par-les-radiations-aux-materiaux-du-reacteur-definition\/","title":{"rendered":"Qu&rsquo;est-ce que les dommages caus\u00e9s par les radiations aux mat\u00e9riaux du r\u00e9acteur &#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\">Les mati\u00e8res en service nucl\u00e9aire sont soumises \u00e0 diff\u00e9rents types de rayonnements.\u00a0Bien que la surface int\u00e9rieure de la RPV soit expos\u00e9e \u00e0 des neutrons d&rsquo;\u00e9nergies variables, les neutrons d&rsquo;\u00e9nergie plus \u00e9lev\u00e9e, ceux au-dessus d&rsquo;environ 0,5 MeV, produisent l&rsquo;essentiel des dommages.<\/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><strong><span>Les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires<\/span><\/strong><span>\u00a0sont des sources importantes de rayonnement, en particulier de rayonnement neutronique.\u00a0En fonctionnement \u00e9lectrique, la\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/\"><span>r\u00e9action de fission<\/span><\/a><span>\u00a0est responsable de la puissance g\u00e9n\u00e9r\u00e9e dans un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire et la vitesse de r\u00e9action de fission est proportionnelle au\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/reactor-operation\/fuel-burnup\/units-of-fuel-burnup\/neutron-fluence-what-is-fluence\/\"><span>flux de neutrons<\/span><\/a><span>.\u00a0Lorsqu&rsquo;un r\u00e9acteur est arr\u00eat\u00e9, la fission cesse essentiellement, mais\u00a0<\/span><strong><span>l&rsquo;\u00e9nergie de d\u00e9sint\u00e9gration<\/span><\/strong><span>\u00a0est toujours produite.\u00a0L&rsquo;\u00e9nergie produite apr\u00e8s l&rsquo;arr\u00eat est appel\u00e9e\u00a0<\/span><strong><span>chaleur r\u00e9siduelle<\/span><\/strong><span>.\u00a0Les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires sont donc des sources de divers types de rayonnement, les neutrons \u00e9tant les plus importants.\u00a0Chaque type de rayonnement\u00a0<\/span><strong><span>interagit de mani\u00e8re diff\u00e9rente<\/span><\/strong><span>, nous devons donc d\u00e9crire l&rsquo;interaction des particules (rayonnement en tant que flux de ces particules) s\u00e9par\u00e9ment.\u00a0Par exemple, des particules charg\u00e9es \u00e0 haute \u00e9nergie peuvent ioniser directement les atomes.\u00a0D&rsquo;autre part, les particules \u00e9lectriquement neutres n&rsquo;interagissent qu&rsquo;indirectement, mais peuvent \u00e9galement transf\u00e9rer tout ou partie de leurs \u00e9nergies \u00e0 la mati\u00e8re.<\/span><\/p>\n<p><span>C&rsquo;est la principale caract\u00e9ristique de la cat\u00e9gorisation des sources de rayonnement.\u00a0Ils sont g\u00e9n\u00e9ralement class\u00e9s en deux types g\u00e9n\u00e9raux comme suit :<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Particules charg\u00e9es<\/span><\/strong><span>\u00a0(directement ionisantes)<\/span>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/\"><strong><span>Particules b\u00eata<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Les particules b\u00eata sont des \u00e9lectrons rapides ou des positrons \u00e9mis lors de la d\u00e9sint\u00e9gration b\u00eata nucl\u00e9aire, ainsi que des \u00e9lectrons \u00e9nerg\u00e9tiques produits par tout autre processus.\u00a0Le rayonnement b\u00eata ionise la mati\u00e8re plus faiblement que<\/span> <a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\"><span>le rayonnement alpha<\/span><\/a><span>.\u00a0D&rsquo;autre part, les<\/span><strong><span>\u00a0port\u00e9es des particules b\u00eata sont plus longues<\/span><\/strong><span>\u00a0et d\u00e9pendent fortement de l&rsquo;\u00e9nergie cin\u00e9tique initiale de la particule.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Particules charg\u00e9es lourdes<\/span><\/strong><span>.\u00a0Les particules charg\u00e9es lourdes sont tous des ions \u00e9nerg\u00e9tiques dont la masse est \u00e9gale ou sup\u00e9rieure \u00e0 une unit\u00e9 de masse atomique, comme les protons,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\"><span>les particules alpha<\/span><\/a><span>\u00a0(noyaux d&rsquo;h\u00e9lium) ou\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/fission-fragments\/\"><span>les fragments de fission<\/span><\/a><span>.\u00a0Le pouvoir d&rsquo;arr\u00eat de la plupart des mat\u00e9riaux est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9 pour les particules alpha et pour les particules charg\u00e9es lourdes.\u00a0Par cons\u00e9quent, les particules alpha ont\u00a0<\/span><strong><span>des port\u00e9es tr\u00e8s courtes<\/span><\/strong><span>. En revanche, elles produisent une ionisation massive de la mati\u00e8re environnante.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong><span>Particules neutres<\/span><\/strong><span>\u00a0(indirectement ionisantes)<\/span>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/photon\/\"><strong><span>Rayonnement gamma<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0(rayonnement \u00e9lectromagn\u00e9tique).\u00a0Les rayons gamma ionisent la mati\u00e8re principalement par<\/span><strong><span>\u00a0ionisation indirecte<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Les rayons gamma sont tr\u00e8s p\u00e9n\u00e9trants, par contre leur ionisation est moins intense que pour les particules charg\u00e9es.\u00a0Bien qu&rsquo;un grand nombre d&rsquo;interactions possibles soient connues, il existe trois principaux m\u00e9canismes d&rsquo;interaction avec la mati\u00e8re.<\/span>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/photoelectric-effect\/\"><strong><span>Effet photo\u00e9lectrique<\/span><\/strong><\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/compton-scattering\/\"><strong><span>Diffusion Compton<\/span><\/strong><\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/pair-production\/\"><strong><span>Production de paires<\/span><\/strong><\/a><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/\"><strong><span>Neutrons<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Les neutrons peuvent \u00eatre \u00e9mis par<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/\"><span>\u00a0la fission nucl\u00e9aire<\/span><\/a><span>\u00a0ou par la<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/radioactive-decay\/\"><span>\u00a0d\u00e9sint\u00e9gration<\/span><\/a><span>\u00a0de certains atomes radioactifs.\u00a0Les neutrons n&rsquo;ont<\/span><strong><span> pas de charge \u00e9lectrique nette<\/span><\/strong><span>, ils ne peuvent donc pas \u00eatre affect\u00e9s ou arr\u00eat\u00e9s par des forces \u00e9lectriques.\u00a0Les neutrons n&rsquo;ionisent la mati\u00e8re qu&rsquo;indirectement, ce qui rend les neutrons tr\u00e8s p\u00e9n\u00e9trants.\u00a0Les neutrons se diffusent avec des noyaux lourds de fa\u00e7on<\/span><strong><span> tr\u00e8s \u00e9lastique<\/span><\/strong><span>.\u00a0Les noyaux lourds tr\u00e8s durs ralentissent un neutron et encore moins absorbent un neutron rapide.\u00a0Une absorption de neutron (on dirait un blindage) provoque l&rsquo;initiation de certaines<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/interactions-neutrons-matter\/\"><span>\u00a0r\u00e9actions nucl\u00e9aires<\/span><\/a><span>\u00a0(capture, r\u00e9arrangement ou m\u00eame<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/fission\/\"><span> fission<\/span><\/a><span>), qui s&rsquo;accompagnent d&rsquo;un certain nombre d&rsquo;autres<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/forms-ionizing-radiation\/\"><span>\u00a0types de rayonnement<\/span><\/a><span>.\u00a0En bref, seuls les neutrons rendent la mati\u00e8re radioactive, donc avec les neutrons, nous devons \u00e9galement prot\u00e9ger les autres types de rayonnement.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<h3><span>D\u00e9fauts cristallographiques radio-induits<\/span><\/h3>\n<p><span>Les mati\u00e8res en service nucl\u00e9aire sont soumises \u00e0 diff\u00e9rents types de rayonnements.\u00a0Certains d&rsquo;entre eux peuvent causer des dommages importants \u00e0 la structure cristalline des mat\u00e9riaux.\u00a0Le rayonnement nucl\u00e9aire concentre de grandes quantit\u00e9s d&rsquo;\u00e9nergie dans des zones tr\u00e8s localis\u00e9es.\u00a0Les dommages sont caus\u00e9s par l&rsquo;interaction de cette \u00e9nergie avec les noyaux et\/ou les \u00e9lectrons en orbite.<\/span><\/p>\n<p><span>Comme cela a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit, les particules charg\u00e9es \u00e0 haute \u00e9nergie peuvent ioniser directement les atomes ou provoquer une excitation des \u00e9lectrons environnants.\u00a0L&rsquo;\u00a0<\/span><strong><span>ionisation et l&rsquo;excitation<\/span><\/strong><span>\u00a0dissipent une grande partie de l&rsquo;\u00e9nergie des particules charg\u00e9es plus lourdes et\u00a0<\/span><strong><span>causent tr\u00e8s peu de dommages<\/span><\/strong><span>.\u00a0En effet, les \u00e9lectrons sont relativement libres de se d\u00e9placer et sont rapidement remplac\u00e9s.\u00a0L&rsquo;effet net des rayonnements b\u00eata et gamma sur le m\u00e9tal est de g\u00e9n\u00e9rer une petite quantit\u00e9 de chaleur.\u00a0Les particules plus lourdes, telles que les protons, les particules alpha,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/fast-neutrons-high-energy-neutrons\/\"><strong><span>les neutrons rapides<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0et les fragments de fission, transf\u00e8rent g\u00e9n\u00e9ralement suffisamment d&rsquo;\u00e9nergie par des collisions \u00e9lastiques ou in\u00e9lastiques pour retirer les noyaux de leurs positions de r\u00e9seau (cristallin).\u00a0Cette addition de lacunes et d&rsquo;atomes interstitiels provoque des changements de propri\u00e9t\u00e9s dans les m\u00e9taux.<\/span><\/p>\n<p><span>En g\u00e9n\u00e9ral, les effets les plus int\u00e9ressants peuvent \u00eatre d\u00e9crits par les regroupements suivants:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/crystallographic-defects\/vacancy-crystallographic-defects\/\"><strong><span>Postes vacants ou Knock-ons<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Les d\u00e9fauts de vacance r\u00e9sultent d&rsquo;un atome manquant dans une position du r\u00e9seau.\u00a0La stabilit\u00e9 de la<\/span> <a href=\"https:\/\/material-properties.org\/crystal-structure-of-chemical-elements\/\"><span>structure cristalline<\/span><\/a><span>\u00a0environnante garantit que les atomes voisins ne s&rsquo;effondreront pas simplement autour de la lacune.\u00a0Cela peut \u00eatre caus\u00e9 par l&rsquo;interaction directe d&rsquo;un<\/span><strong><span>\u00a0neutron de haute \u00e9nergie<\/span><\/strong><span>\u00a0ou d&rsquo;un fragment de fission.\u00a0Si une cible ou un noyau frapp\u00e9 gagne environ 25 eV d&rsquo;\u00e9nergie cin\u00e9tique (25 eV \u00e0 30 eV pour la plupart des m\u00e9taux) lors d&rsquo;une collision avec une particule de rayonnement (g\u00e9n\u00e9ralement un neutron rapide), le noyau sera d\u00e9plac\u00e9 de sa position d&rsquo;\u00e9quilibre dans le r\u00e9seau cristallin .\u00a0Lors d&rsquo;une irradiation prolong\u00e9e (pour des valeurs importantes de la<\/span> <a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/reactor-operation\/fuel-burnup\/units-of-fuel-burnup\/neutron-fluence-what-is-fluence\/\"><span>fluence neutronique<\/span><\/a><span>), de nombreux atomes d\u00e9plac\u00e9s reviendront sur des sites de r\u00e9seau normaux (stables) (c&rsquo;est-\u00e0-dire qu&rsquo;un recuit partiel se produit spontan\u00e9ment).<\/span><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/crystallographic-defects\/interstitial-defect-crystallographic-defects\/\"><strong><span>Interstitiels<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0Les d\u00e9fauts interstitiels r\u00e9sultent d&rsquo;une impuret\u00e9 situ\u00e9e au niveau d&rsquo;un site interstitiel ou d&rsquo;un des atomes du r\u00e9seau se trouvant dans une position interstitielle au lieu d&rsquo;\u00eatre \u00e0 sa position sur le r\u00e9seau.\u00a0Un interstitiel se forme lorsqu&rsquo;un atome, qui est chass\u00e9 de sa position, s&rsquo;immobilise en un point \u00e9loign\u00e9.<\/span><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/measurement-of-radiation\/what-is-ionization\/\"><strong><span>Ionisation<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0L&rsquo;ionisation est caus\u00e9e par l&rsquo;\u00e9limination des \u00e9lectrons de leurs enveloppes \u00e9lectroniques et a pour effet de modifier les liaisons chimiques des mol\u00e9cules.\u00a0Dans le m\u00e9tal, l&rsquo;ionisation ne provoque pas de changements dramatiques dans les propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau.\u00a0Cela est d\u00fb aux \u00e9lectrons libres, qui ne sont typiques que pour les liaisons m\u00e9talliques.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Pointes thermiques et de d\u00e9placement<\/span><\/strong><span>.\u00a0Les pointes thermiques et de d\u00e9placement peuvent provoquer une distorsion qui est fig\u00e9e sous forme de contrainte dans la zone microscopique.\u00a0Ces pointes peuvent entra\u00eener une modification des propri\u00e9t\u00e9s du mat\u00e9riau.\u00a0Ce terme identifie les domaines localis\u00e9s \u00e0 haute temp\u00e9rature caus\u00e9s par le d\u00e9p\u00f4t d&rsquo;\u00e9nergie des neutrons et des fragments de fission.\u00a0Un pic de d\u00e9placement se produit lorsque de nombreux atomes dans une petite zone sont d\u00e9plac\u00e9s par un effet d&rsquo;entra\u00eenement (ou une cascade d&rsquo;effets d&rsquo;entra\u00eenement).\u00a0Un neutron de 1 MeV peut affecter environ 5 000 atomes, constituant l&rsquo;un de ces pics.\u00a0La pr\u00e9sence de nombreux pics de d\u00e9placement modifie les propri\u00e9t\u00e9s du m\u00e9tal irradi\u00e9, telles que l&rsquo;augmentation de la duret\u00e9 et la diminution de la ductilit\u00e9.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Atomes d&rsquo;impuret\u00e9s<\/span><\/strong><span>.\u00a0La capture de neutrons et les r\u00e9actions nucl\u00e9aires induites par divers rayonnements ont pour effet de transmuter un atome en un \u00e9l\u00e9ment \u00e9tranger \u00e0 la mati\u00e8re.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Fluage induit par rayonnement<\/span><\/strong><span>.\u00a0Dans les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires, de nombreux composants m\u00e9talliques sont soumis simultan\u00e9ment \u00e0 des champs de rayonnement, \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et \u00e0 des contraintes.\u00a0Le m\u00e9tal sous contrainte \u00e0 temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e pr\u00e9sente le ph\u00e9nom\u00e8ne de fluage, c&rsquo;est-\u00e0-dire.\u00a0l&rsquo;augmentation progressive de la tension avec le temps.\u00a0Le fluage des composants m\u00e9talliques aux temp\u00e9ratures de fonctionnement du r\u00e9acteur devient plus rapide lorsqu&rsquo;ils sont expos\u00e9s \u00e0 un champ de rayonnement.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong><span>Les neutrons avec une \u00e9nergie suffisante<\/span><\/strong><span>\u00a0peuvent perturber l&rsquo;arrangement atomique ou la structure cristalline des mat\u00e9riaux.\u00a0L&rsquo;influence des dommages structuraux est plus importante pour les m\u00e9taux en raison de leur relative immunit\u00e9 aux dommages caus\u00e9s par les rayonnements ionisants.\u00a0Les r\u00e9acteurs \u00e0 eau sous pression fonctionnent avec un taux plus \u00e9lev\u00e9 d&rsquo;impacts neutroniques et leurs cuves ont donc tendance \u00e0 subir un degr\u00e9 de fragilisation plus \u00e9lev\u00e9 que les cuves des r\u00e9acteurs \u00e0 eau bouillante.\u00a0De nombreux r\u00e9acteurs \u00e0 eau sous pression con\u00e7oivent leurs c\u0153urs de mani\u00e8re \u00e0 r\u00e9duire le nombre de neutrons frappant la paroi de la cuve.\u00a0Cela ralentit la fragilisation du navire.\u00a0Les r\u00e9glementations de la NRC traitent de la fragilisation dans 10 CFR Part 50, Appendice G, \u00ab\u00a0Fracture Toughness Requirements\u00a0\u00bb et Appendice H, \u00ab\u00a0Reactor Vessel Material Surveillance Program Requirements\u00a0\u00bb.\u00a0Puisque la\u00a0<\/span><strong><span>cuve sous pression du r\u00e9acteur <\/span><\/strong><span>est consid\u00e9r\u00e9e comme\u00a0<\/span><strong><span>irrempla\u00e7able<\/span><\/strong><span>, la fragilisation par irradiation neutronique des aciers des cuves sous pression est un probl\u00e8me cl\u00e9 dans l&rsquo;\u00e9valuation \u00e0 long terme de l&rsquo;int\u00e9grit\u00e9 structurelle pour les programmes d&rsquo;atteinte et d&rsquo;extension de la dur\u00e9e de vie.<\/span><\/p>\n<p><span>Les dommages caus\u00e9s par les rayonnements se produisent lorsque des neutrons d&rsquo;une \u00e9nergie suffisante d\u00e9placent des atomes (en particulier dans les aciers \u00e0 des temp\u00e9ratures de fonctionnement de 260 \u00e0 300 \u00b0C), ce qui entra\u00eene\u00a0<\/span><strong><span>des cascades de d\u00e9placement<\/span><\/strong><span>\u00a0qui produisent un grand nombre de d\u00e9fauts, \u00e0 la fois des lacunes et des interstitiels.\u00a0Bien que la surface int\u00e9rieure de la RPV soit expos\u00e9e \u00e0 des neutrons d&rsquo;\u00e9nergies variables, les neutrons d&rsquo;\u00e9nergie plus \u00e9lev\u00e9e, ceux\u00a0<\/span><strong><span>au-dessus d&rsquo;environ 0,5 MeV<\/span><\/strong><span>, produisent l&rsquo;essentiel des dommages.\u00a0Afin de minimiser une telle d\u00e9gradation du mat\u00e9riau, le type et la structure de l&rsquo;\u00a0<\/span><strong><span>acier doivent \u00eatre s\u00e9lectionn\u00e9s de mani\u00e8re appropri\u00e9e<\/span><\/strong><span>.\u00a0On sait aujourd&rsquo;hui que la susceptibilit\u00e9 des aciers des cuves sous pression des r\u00e9acteurs est fortement affect\u00e9e (n\u00e9gativement) par la pr\u00e9sence de cuivre, de nickel et de phosphore.<\/span><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-27932\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2020\/07\/ductile-brittle-transition-temperature-ductility-brittleness.png\" alt=\"temp\u00e9rature de transition ductile-fragile\" width=\"431\" height=\"519\" \/><span>Comme cela a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit, la distinction entre fragilit\u00e9 et\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/\"><span>ductilit\u00e9<\/span><\/a><span>\u00a0n&rsquo;est pas \u00e9vidente, en particulier parce que la ductilit\u00e9 et le comportement fragile d\u00e9pendent non seulement du mat\u00e9riau en question, mais \u00e9galement\u00a0<\/span><strong><span>de la temp\u00e9rature<\/span><\/strong><span>\u00a0(transition ductile-fragile) du mat\u00e9riau.\u00a0L&rsquo;effet de la temp\u00e9rature sur la nature de la fracture est d&rsquo;une importance consid\u00e9rable.\u00a0De nombreux aciers pr\u00e9sentent une rupture ductile \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es et\u00a0<\/span><strong><span>une rupture fragile \u00e0 basse temp\u00e9rature<\/span><\/strong><span>.\u00a0La temp\u00e9rature au-dessus de laquelle un mat\u00e9riau est ductile et en dessous de laquelle il est cassant est appel\u00e9e\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/ductile-brittle-transition-temperature\/\"><strong><span>temp\u00e9rature de transition ductile-fragile.<\/span><\/strong><\/a> <span>(DBTT), temp\u00e9rature de ductilit\u00e9 nulle (NDT) ou temp\u00e9rature de transition de ductilit\u00e9 nulle.\u00a0Cette temp\u00e9rature n&rsquo;est pas pr\u00e9cise mais varie en fonction des traitements m\u00e9caniques et thermiques pr\u00e9alables et de la nature et des quantit\u00e9s d&rsquo;impuret\u00e9s.\u00a0Il peut \u00eatre d\u00e9termin\u00e9 par une certaine forme de test de chute de poids (par exemple, les\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/toughness\/charpy-impact-test\/\"><strong><span>tests Charpy ou Izod<\/span><\/strong><\/a><span>).<\/span><\/p>\n<p><span>Pour minimiser la fluence neutronique:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/neutron-reflector\/\"><strong><span>Des r\u00e9flecteurs de neutrons radiaux<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0sont install\u00e9s autour du c\u0153ur du r\u00e9acteur.\u00a0Les r\u00e9flecteurs de neutrons r\u00e9duisent les fuites de neutrons et, par cons\u00e9quent, ils r\u00e9duisent la fluence de neutrons sur une cuve sous pression de r\u00e9acteur.<\/span><\/li>\n<li><span>Les concepteurs du c\u0153ur con\u00e7oivent les\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/fuel-loading-pattern\/\"><strong><span>sch\u00e9mas de chargement \u00e0 faible fuite<\/span><\/strong><\/a><span>, dans lesquels\u00a0<\/span><strong><span>les assemblages combustibles neufs ne sont pas situ\u00e9s dans les positions p\u00e9riph\u00e9riques<\/span><\/strong><span>\u00a0du\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor-core\/\"><span>c\u0153ur du r\u00e9acteur<\/span><\/a><span>.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Si le m\u00e9tal est chauff\u00e9 \u00e0 des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es apr\u00e8s irradiation (une forme de recuit), on constate que la r\u00e9sistance et la ductilit\u00e9 reviennent aux m\u00eames valeurs qu&rsquo;avant l&rsquo;irradiation.\u00a0Cela signifie que les dommages caus\u00e9s par les radiations peuvent \u00eatre recuits d&rsquo;un m\u00e9tal.<\/span><\/p>\n<p><span>Voir aussi: <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-science\/material-properties\/ductility\/ductile-brittle-transition-temperature\/\"><strong><span>Temp\u00e9rature de transition ductile-fragile<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n<p><span>Voir aussi:\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/neutron-fluence-and-irradiation-embrittlement\/\"><strong><span>Fragilisation par irradiation<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n<p><span>Voir aussi:\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/metals-what-are-metals\/heat-treatment-of-metals\/thermal-annealing\/\"><strong><span>Recuit thermique<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n<h3><span>Programme de surveillance des mat\u00e9riaux de la cuve du r\u00e9acteur<\/span><\/h3>\n<p><strong><span>Programmes de surveillance de la cuve du r\u00e9acteur <\/span><\/strong><span>fournir des informations sur l&rsquo;effet du rayonnement sur les mat\u00e9riaux de la cuve dans les conditions d&rsquo;exploitation.\u00a0Le programme de surveillance de la cuve du r\u00e9acteur utilise des capsules situ\u00e9es sur la paroi de la cuve directement en face du centre du c\u0153ur.\u00a0Les capsules contiennent des sp\u00e9cimens d&rsquo;acier de la cuve du r\u00e9acteur obtenus pendant la fabrication de la cuve et sont retir\u00e9s p\u00e9riodiquement de la cuve du r\u00e9acteur.\u00a0Les capsules de surveillance doivent \u00eatre situ\u00e9es pr\u00e8s de la paroi int\u00e9rieure de la cuve dans la r\u00e9gion de la ligne de ceinture afin que les \u00e9chantillons de mat\u00e9riaux reproduisent, dans la plus grande mesure possible, le spectre neutronique, l&rsquo;historique des temp\u00e9ratures et la fluence maximale des neutrons tels qu&rsquo;ils sont observ\u00e9s \u00e0 la surface int\u00e9rieure de la cuve du r\u00e9acteur.\u00a0Une capsule d&rsquo;\u00e9chantillons contenant des \u00e9chantillons destin\u00e9s \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9s dans les essais Charpy d&rsquo;entaille en V, de traction et de m\u00e9canique de rupture peut \u00eatre retir\u00e9e du r\u00e9acteur pendant les p\u00e9riodes normales de ravitaillement.<\/span><\/p>\n<p><span>La technique Charpy V-notch (CVN) est la plus couramment utilis\u00e9e.\u00a0Le test Charpy V-notch utilise un \u00e9chantillon entaill\u00e9 de section d\u00e9finie.\u00a0Pour ces conditions de chargement dynamique et lorsqu&rsquo;une entaille est pr\u00e9sente, nous utilisons la <\/span><strong><span>t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 l&rsquo;entaille<\/span><\/strong><span>.\u00a0Les essais de choc Charpy et Izod permettent de mesurer ce param\u00e8tre important pour \u00e9valuer le comportement de transition ductile \u00e0 fragile d&rsquo;un mat\u00e9riau.\u00a0De m\u00eame que pour la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 la traction, la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 l&rsquo;entaille est mesur\u00e9e en unit\u00e9s de <\/span><strong><span>joule par m\u00e8tre cube<\/span><\/strong><span>\u00a0(J\u00b7m\u22123) dans le syst\u00e8me SI, mais dans ce cas, nous mesurons la surface \u00e0 la position de l&rsquo;entaille.<\/span><\/p>\n<p><span>Il peut \u00e9galement exister des dosim\u00e8tres sp\u00e9ciaux, notamment en nickel pur, en cuivre, en fer, en aluminium-cobalt ou en uranium-238, qui peuvent \u00eatre plac\u00e9s dans des entretoises sp\u00e9cialement perc\u00e9es pour contenir les dosim\u00e8tres.<\/span><\/p>\n<p><span>Conform\u00e9ment \u00e0 l&rsquo;annexe H du 10 CFR 50, aucun programme de surveillance des mat\u00e9riaux n&rsquo;est requis pour les cuves de r\u00e9acteur pour lesquelles il peut \u00eatre d\u00e9montr\u00e9 de mani\u00e8re prudente par des m\u00e9thodes analytiques appliqu\u00e9es \u00e0 des donn\u00e9es exp\u00e9rimentales et \u00e0 des essais effectu\u00e9s sur des cuves comparables, en tenant d\u00fbment compte de toutes les incertitudes dans les mesures, que le la fluence maximale des neutrons \u00e0 la fin de la dur\u00e9e de vie de la cuve ne d\u00e9passera pas\u00a0<\/span><strong><span>10<\/span><sup><span>17<\/span><\/sup><span> n\/cm<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span> (E &gt; 1 MeV).<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>R\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9ciale: NUREG-1511, Reactor Pressure Vessel Status Report. Commission de r\u00e9glementation nucl\u00e9aire des \u00c9tats-Unis, Washington, DC, 1994.<\/span><\/p>\n<h3><span>Recuit de la cuve sous pression du r\u00e9acteur<\/span><\/h3>\n<p><span>Au cours de l&rsquo;exploitation d&rsquo;une <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><span>centrale nucl\u00e9aire<\/span><\/a><span>, le mat\u00e9riau de la <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/reactor-pressure-vessel\/\"><span>cuve sous pression du r\u00e9acteur<\/span><\/a><span> et le mat\u00e9riau des autres internes du r\u00e9acteur sont expos\u00e9s au\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/\"><span>rayonnement neutronique<\/span><\/a><span> (en particulier aux neutrons rapides &gt; 0,5 MeV), ce qui entra\u00eene <\/span><strong><span>une fragilisation localis\u00e9e<\/span><\/strong><span> de l&rsquo;acier et des soudures dans le r\u00e9acteur.\u00a0zone du c\u0153ur du r\u00e9acteur.\u00a0Ce ph\u00e9nom\u00e8ne, appel\u00e9 <\/span><strong><span>fragilisation par irradiation<\/span><\/strong><span>, se traduit par:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Augmentation constante du DBTT<\/span><\/strong><span>.\u00a0Il est peu probable que le DBTT s&rsquo;approche de la temp\u00e9rature de fonctionnement normale de l&rsquo;acier.\u00a0Cependant, il est possible que lors de l&rsquo;arr\u00eat du r\u00e9acteur ou lors d&rsquo;un refroidissement anormal, la temp\u00e9rature tombe en dessous de la valeur DBTT alors que la pression interne est encore \u00e9lev\u00e9e.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Baisse de l&rsquo;\u00e9nergie de fracture du plateau sup\u00e9rieur<\/span><\/strong><span>.\u00a0Les effets du rayonnement se manifestent \u00e9galement par une baisse de l&rsquo;\u00e9nergie de rupture de l&rsquo;\u00e9tag\u00e8re sup\u00e9rieure et une diminution de la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 la rupture.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Tous ces effets doivent \u00eatre surveill\u00e9s par les op\u00e9rateurs de la centrale.\u00a0Par cons\u00e9quent, les autorit\u00e9s de r\u00e9glementation nucl\u00e9aire exigent qu&rsquo;un programme de surveillance des mat\u00e9riaux de la cuve du r\u00e9acteur soit men\u00e9 dans les r\u00e9acteurs de puissance refroidis \u00e0 l&rsquo;eau.<\/span><\/p>\n<p><span>Une fois qu&rsquo;un mat\u00e9riau de RPV est d\u00e9grad\u00e9 par <\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/neutron-fluence-and-irradiation-embrittlement\/\"><span>fragilisation par rayonnement<\/span><\/a><span> (par exemple, augmentation significative de la temp\u00e9rature de transition ductile-fragile Charpy ou r\u00e9duction de la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 la rupture), <\/span><strong><span>le recuit thermique<\/span><\/strong><span> du RPV est le seul moyen de r\u00e9cup\u00e9rer les propri\u00e9t\u00e9s de t\u00e9nacit\u00e9 du mat\u00e9riau RPV.<\/span><\/p>\n<p><span>Selon 10 CFR 50.66 &#8211; Exigences pour le recuit thermique de la cuve sous pression du r\u00e9acteur:<\/span><\/p>\n<p><em><span>\u00ab\u00a0Pour les r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires \u00e0 eau l\u00e9g\u00e8re o\u00f9 le rayonnement neutronique a r\u00e9duit la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 la rupture des mat\u00e9riaux de la cuve du r\u00e9acteur, un recuit thermique peut \u00eatre appliqu\u00e9 \u00e0 la cuve du r\u00e9acteur pour r\u00e9cup\u00e9rer la t\u00e9nacit\u00e9 \u00e0 la rupture du mat\u00e9riau.\u00a0\u00bb<\/span><\/em><\/p>\n<p><strong><span>Le recuit thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0(<\/span><strong><span>m\u00e9thode \u00ab\u00a0\u00e0 sec\u00a0\u00bb<\/span><\/strong><span>) de la cuve sous pression du r\u00e9acteur est une m\u00e9thode par laquelle la cuve sous pression (avec tous les composants internes du r\u00e9acteur retir\u00e9s) est chauff\u00e9e jusqu&rsquo;\u00e0 une certaine temp\u00e9rature (g\u00e9n\u00e9ralement entre <\/span><strong><span>420 et 460 \u00b0C<\/span><\/strong><span>) en utilisant une source de chaleur externe (radiateurs \u00e9lectriques, air chaud), maintenue pendant une p\u00e9riode donn\u00e9e (<\/span><strong><span>par exemple 100 \u00e0 200 heures<\/span><\/strong><span>) puis refroidie lentement.\u00a0L&rsquo;\u00e9quipement de recuit est g\u00e9n\u00e9ralement un four annulaire avec des \u00e9l\u00e9ments chauffants sur sa surface externe.\u00a0La puissance de sortie des appareils de chauffage install\u00e9s peut atteindre jusqu&rsquo;\u00e0 1 MWe.\u00a0Il a \u00e9t\u00e9 montr\u00e9 que pour les mat\u00e9riaux sp\u00e9cialement fabriqu\u00e9s, l&rsquo;\u00e9tag\u00e8re sup\u00e9rieure r\u00e9cup\u00e9rait 100 % apr\u00e8s 24 heures de recuit et plus rapidement que la temp\u00e9rature de transition.\u00a0Un recuit de 168 heures a permis de r\u00e9cup\u00e9rer 90 % du d\u00e9calage de temp\u00e9rature de transition.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Recuit humide<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Il existe \u00e9galement une possibilit\u00e9 de la m\u00e9thode de recuit dite <\/span><strong><span>\u00ab\u00a0humide\u00a0\u00bb<\/span><\/strong><span>\u00a0qui a \u00e9t\u00e9 appliqu\u00e9e aux \u00c9tats-Unis et en Belgique.\u00a0Le recuit \u00e0 cette temp\u00e9rature ~ 340 \u00b0C a \u00e9t\u00e9 atteint sans chauffage externe, mais en augmentant la temp\u00e9rature du liquide de refroidissement obtenue par l&rsquo;\u00e9nergie des pompes de circulation du circuit primaire. Ce type de recuit ne fournit qu&rsquo;une r\u00e9cup\u00e9ration partielle du mat\u00e9riau en raison de la limitation de la temp\u00e9rature maximale.<\/span><\/p>\n<p><span>R\u00e9f\u00e9rence sp\u00e9ciale: Recuit et re-fragilisation des mat\u00e9riaux de la cuve sous pression du r\u00e9acteur. rapport AMES N\u00b019 ;\u00a0ISSN 1018-5593.\u00a0Communaut\u00e9s europ\u00e9ennes, 2008.<\/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>Mat\u00e9riaux de centrale \u00e9lectrique<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/reactor-and-power-plant-materials\/\" class=\"su-button su-button-style-flat\" style=\"color:#606060;background-color:#ffffff ;border-color:#ffffff ;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>Radiation Damage to Reactor Materials<\/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,\u00a0Radiation Damage to Reactor Materials\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 les dommages caus\u00e9s par les radiations aux mat\u00e9riaux du r\u00e9acteur - D\u00e9finition | Propri\u00e9t\u00e9s mat\u00e9rielles<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Les mati\u00e8res en service nucl\u00e9aire sont soumises \u00e0 diff\u00e9rents types de rayonnements. 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