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Thèse soutenue

Modélisation de la dissolution d'une phase solide (UO2-ZrO2-Zr) par une phase liquide (Fe) par une approche macroscopique diphasique

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Auteur / Autrice : Shambhavi Nandan
Direction : Lounès Tadrist, Hervé Combeau, Florian Fichot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Mécanique et physique des fluides
Date : Soutenance le 20/12/2019
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut universitaire des systèmes thermiques industriels, IUSTI (Marseille) - Laboratoire d'Etude de la Physique du Corium (IRSN) (Saint-Paul-Lez-Durance ; 2020-....) - Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (Fontenay-aux-Roses ; 2002-....)
Jury : Président / Présidente : Henri Nguyen Thi
Examinateurs / Examinatrices : Afaque Shams, Olga Budenkova
Rapporteur / Rapporteuse : Romain Le Tellier, Benoît Goyeau

Résumé

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En ce qui concerne la sûreté des centrales nucléaires en cas d'accident nucléaire grave, l'un des principaux défis associés est la rétention du combustible nucléaire en fusion et des composants internes du réacteur, appelés corium, au sein du réacteur sous pression (RPV). L'une des façons de refroidir le corium dans le RPV est de refroidir le récipient de l'extérieur. Cette stratégie est appelée rétention en navire (RVI). Dans le cas de la stratégie de rétention en cuve (RVI), il est prévu que la piscine de corium soit entourée d'une croûte d'oxyde, qui sera en contact avec de l'acier fondu du haut de la piscine ainsi que des côtés de la cuve. Il a été observé dans les expériences CORDEB (financées par l'IRSN, le CEA et EDF), que cette croûte devient perméable du fait de la dissolution par l'acier fondu, affectant le flux associé au RPV. Par conséquent, la dissolution a été étudiée en dérivant un modèle à plus grande échelle composé d'équations de transport à volume moyen - Transport de masse, d'élan, d'espèces et d'énergie - sur un volume élémentaire représentatif (REV). Le système final d'équations aux dérivées partielles (PDE) a été fermé en dérivant plusieurs relations empiriques pour la diffusivité effective des espèces, les coefficients de transfert de masse, la perméabilité et la conductivité effective. De plus, le modèle a été résolu pour étudier la dissolution dans la croûte pour différents cas avec et sans convection.