Projet OCDE du réacteur de Halden

Projet OCDE du réacteur de Halden, partie «Comportement du combustible et des matériaux»: plus de 130 organismes scientifiques, institutionnels et industriels issus de 19 pays prennent part au projet de réacteur de Halden (HRP) de l’OCDE. Ce projet est engagé dans deux directions chocs: le comportement des combustibles et des matériaux d’une part et l’Organisation humaine et technologique (MTO) d’autre part. Dans le domaine du combustible et du comportement des matériaux, la priorité est actuellement donnée aux taux de combustion élevés des combustibles dans les réacteurs à eau ordinaire ainsi qu’à l’influence du rayonnement, de la chimie de l’eau et des contraintes mécaniques et thermiques sur le vieillissement des matériaux présents dans les cœurs de réacteur. Le domaine MTO est évoqué au chapitre «Être humain, organisation et culture de la sécurité».

Au cours de l’année de référence, douze dispositions expérimentales du combustible dans le cœur présentant des taux de combustion faibles à élevés ont subi une irradiation avec simulation des conditions thermohydrauliques des réacteurs à eau ordinaire. Il a ainsi été déterminé des grandeurs caractéristiques des combustibles de type céramiques, essentiellement des oxydes d’uranium avec divers additifs, dans des conditions d’exploitation normales et en cas d’accident de réactivité. Des irradiations comparatives ont en outre permis d’analyser le comportement des gaines de combustible en ce qui concerne la corrosion et les décollements (desquamation) de la couche d’oxyde sur la face extérieure des gaines.

Les essais sur des combustibles à fort taux de combustion issus de réacteurs commerciaux ont été poursuivis dans les conditions existant lors de défaillances entraînant une perte de liquide caloporteur. Deux essais ont ainsi été effectués sur des combustibles pour réacteurs à eau sous pression et à eau bouillante (PWR et BWR). Les deux échantillons de combustible issus de la centrale nucléaire de Leibstadt ont permis d’aboutir à des résultats intéressants concernant la libération de gaz par le combustible, les dilatations subies par la gaine et le gonflement du combustible.

Une expérimentation de libération de gaz de fission par des combustibles d’oxyde d’uranium avec additifs par vitesse d’injection d’énergie linéaire élevée vient de s’achever et l’exploitation des résultats est en cours. Une nouvelle expérimentation de libération de gaz de fission avec du combustible à additifs est en cours de préparation Le montage d’expérimentation avec combustible sur matrice inerte pour laquelle l’Institut Paul Scherrer a produit le combustible vient d’être retiré du réacteur de Halden et les analyses en cellule chaude viennent de s’achever.

Les essais avec matériaux constitutifs des réacteurs concernent tout d’abord la corrosion de fissure due à la contrainte de rayonnement dans une chimie d’eau normale et réductrice. Les aciers inoxydables de structures de réacteurs ont fourni des résultats intéressants en ce qui concerne les altérations de caractéristiques sous l’influence du rayonnement. Il a été possible de démontrer expérimentalement l’influence favorable d’une chimie d’eau réductrice sur l’évolution des fissures sous rayonnement.

Une technique de visualisation du Halden Reality Lab rend les champs de rayonnement visibles. – Source : Halden Reactor Project