Dépôt de produits de corrosion sur les crayons combustibles des REP en régime d’ébullition nucléée

par M. Alexandre Ferrer (CEA Cadarache)

vendredi 22 mars 2013, 10:30 → 11:30 Europe/Paris

Bat 27, Salle de Réunion (IPHC)

Les composants du circuit primaire des réacteurs à eau pressurisée (REP) sont soumis à une corrosion généralisée du fait des conditions physico-chimiques du fluide primaire. Elle entraine un relâchement d’espèces métalliques sous forme ionique et particulaire dans le fluide primaire (principalement Ni, Fe, Cr). Les particules vont se déposer et les ions précipiter sur l’ensemble des surfaces du circuit primaire du fait de la convection du fluide. En particulier, un dépôt appelé « crud » va se former sur les crayons combustible et ainsi s’activer sous l’effet du flux neutronique ambiant. En parallèle, ce dépôt va s’éroder sous l’effet des forces hydrodynamiques du fluide primaire et entrainer un transfert de masse activée du dépôt vers le fluide entrainant ainsi la contamination de l’ensemble du circuit primaire par re-déposition de ces particules. Ce dépôt peut aussi se dissoudre entrainement un transfert d’ions activés dans le fluide primaire, qui vont eux aussi contaminer l’ensemble du circuit primaire par re-précipitation. En fonctionnement normal l’activité volumique des produits de corrosion dans le fluide est de l’ordre de 10 MBq.t-1 (principalement 58Co, 60Co, 51Cr), avec une augmentation visible en fin de certains cycles de fonctionnement. Cette montée d’activité serait due à un phénomène d’ébullition nucléée localisé sur les parties chaudes de certains assemblages de combustible. En effet, l’ébullition est connue pour accélérer la croissance des dépôts particulaires et ioniques sur les surfaces chauffantes. L’épaisseur de dépôt augmentant, le flux d’érosion devient plus important impliquant donc une concentration en particules activées plus importante dans le fluide. Des mesures faites sur site semblent confirmer cette hypothèse, en effet l’activité volumique mesurée lors de ces cycles de fonctionnement particuliers indique que la contamination est principalement portée par les particules. Les premiers résultats de la modélisation de l’ensemble de ces phénomènes seront présentés avant une discussion des possibles vérifications expérimentales.