Etude d'un accident de criticité mettant en présence des crayons combustibles et de l'eau hors réacteur de puissance

• Auteur / Autrice : Laurent Beloeil
• Direction : Richard Saurel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Provence. Section sciences

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réactivité (chimie)

Compressibilité

Modèles mathématiques

Accidents nucléaires

Accidents

Criticité (génie nucléaire)

Résumé

Il est possible d'imaginer de nombreuses situations accidentelles, certes hautement improbables, ou des crayons combustibles seraient mis au contact d'eau dans des conditions proches des valeurs atmospheriques. Ce travail est consacre a la modelisation et la simulation des premiers instants de l'excursion de puissance qui peut resulter de telles configurations. Nous montrons que, pour les accidents les plus severes, l'effet de vide est une contre-reaction preponderante. La formation d'un film de vapeur a la paroi des crayons est ensuite mise en evidence et confirmee a l'aide d'experiences de chauffage electrique transitoire. Puis, nous proposons une modelisation de l'ecoulement vapeur/liquide permettant de traduire l'evolution du taux de vide. La lame de vapeur est traitee comme un milieu compressible. Les bilans de conservation y sont resolus sur un maillage mobile et selon un schema bidimensionnel et des conditions aux limites qui tiennent compte des phenomenes interfaciaux et des possibilites de fuite axiale. Les mouvements du liquide sont traduits par une equation integrale instationnaire dans laquelle est introduit un terme de dissipation adaptee a la geometrie particuliere de l'ecoulement. La penetration de l'energie a travers le liquide est egalement calculee. Les modules aerodynamiques et hydrodynamiques couples donnent alors des resultats en tres bon accord avec les experiences. Les phenomenes neutroniques, leurs contre-reactions, mais aussi la repartition de puissance a travers le crayon sont ensuite traduits numeriquement. Pour chaque module developpe, des tests de validation sont presentes. Les premieres secondes de l'accident de criticite dans son ensemble peuvent alors etre simulees. Meme si l'outil de calcul obtenu n'est qu'un moyen d'etude pour une premiere approche du probleme pose, les simulations realisees se revelent coherentes avec les elements rapportes sur les accidents connus a ce jour.