Dryout : prévenir le refroidissement insuffisant des barres de combustible
Dans le réacteur, de la chaleur est produite dans les barres de combustible sous l’effet de la fission nucléaire. Cette chaleur est évacuée au moyen d’un caloporteur (eau). Pour assurer un refroidissement optimal des barres de combustible, les gaines de ces dernières doivent toujours être recouvertes d’un film d’eau. Lorsque celles-ci ne sont pas intégralement recouvertes d’eau à certains endroits, on parle de «dryout» – c’est-à-dire d’assèchement.
L’eau qui traverse le réacteur a deux fonctions: d’une part la modération des neutrons afin de maintenir la réaction en chaîne contrôlée (fission nucléaire); d’autre part, le refroidissement des barres de combustible, réunies en assemblages combustibles. Le refroidissement s’accompagne également de l’évacuation de la chaleur depuis le réacteur. Dans un réacteur à eau bouillante, l’eau est en ébullition. La vapeur qui apparaît alors est directement conduite vers la turbine.
Pour assurer un refroidissement suffisant des barres de combustible, celles-ci doivent être recouvertes en permanence d’un film d’eau. Si ce n’est pas le cas, on parle de dryout, c’est-à-dire de l’assèchement du film liquide le long des gaines. L’échange thermique avec le caloporteur se dégrade, ce qui occasionne un échauffement accru de la barre de combustible. La gaine qui entoure le combustible s’oxyde alors nettement plus vite. Si cette situation perdure sur une durée prolongée, la barre de combustible peut perdre son intégrité.
Valeur limite pour la prévention du dryout
Pour éviter le phénomène de dryout, les réacteurs à eau bouillante disposent d’une valeur limite thermohydraulique (ou «critical power ratio», CPR). Cette valeur est prise en compte lors de la conception technique et elle est surveillée en permanence. Les opérateurs du réacteur doivent veiller à ce que cette valeur limite soit respectée en continu durant l’exploitation du réacteur.
Lors des révisions annuelles des centrales nucléaires, une sélection d’assemblages combustibles en service durant le cycle précédent est inspectée. Il est alors notamment examiné si les barres de combustible présente des signes d’oxydation nettement accrue. De tels indices – dans la partie supérieure des barres de combustible en particulier – peuvent indiquer la survenance d’un dryout.