Évaluation de moyens de mitigation innovants du risque hydrogène dans les réacteurs de fusion thermonucléaire

Evaluation of innovative means of hydrogen risk mitigation in thermonuclear fusion reactors

• Auteur / Autrice : Christophe Maruejouls
• Direction : André Laurent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cinétique chimique

Oxyde d'argent

Hydrogène

Accidents nucléaires

Réacteurs à fusion

Résumé

L'un des principaux accidents envisageables dans un réacteur de fusion thermonucléaire de type ITER est la perte de refroidissement du primaire (APRP) entrainant une production d'hydrogène. Dans le cadre des études de sûreté ITER, il faut donc défInir une stratégie de mitigation de ce risque en privilégiant un dispositif pouvant être placé à proximité de la ou des sources d'hydrogène. L'incertitude quant à la présence ou non d'air lors d'un tel scénario interdit l'utilisation des méthodes classiques basées sur la réaction hydrogène/oxygène. De précédentes études ont permis de proposer un procédé basé sur la réduction du mélange dioxyde de manganèse promu par l'oxyde d'argent. La mise en oeuvre de cette réaction gaz-solide en lit fixe a conduit à en déterminer la cinétique par comparaison de résultats expérimentaux avec ceux d'un modèle. Ce travail a également permis de réaliser un pré-dimensionnement d'un dispositif pour le réacteur ITER.

One of the main accidents in ITER-type thermonuclear fusion reactors is the loss of coolant leading to hydrogen production. Within the framework of the studies on the ITER fusion reactor, a mitigation strategy for this risk must be devised by focusing on a system, which can be placed near the hydrogen source. The uncertainty as to the air content during such a scenario forbids the use of classic methods based on the hydrogen/oxygen reaction. Former studies have proposed a process based on the reduction of the manganese dioxide enhanced by silver oxide mixture. Realizing this solid/gas reaction in a fixed bel led to the kinetic determination by comparing experimental results with those provided by a model. This work also allowed to achieve a pre-design basis of the device to be implemented on ITER reactor.