Mesure de propriétés thermo-physiques du Corium en température

Measurement of Corium thermo-physical properties at high temperature

• Auteur / Autrice : Adrien Crochetet
• Direction : Emmanuel De bilbao, Pascal Piluso
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2022
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : Energie, Matériaux, Sciences de la Terre et de l'Univers - EMSTU
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CEMHTI - Conditions Extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation

Mots clés

Mots clés libres

Corium

Haute Température

Propriétés thermo-physiques

Corium

High Temperatures

Thermo-physical properties

Résumé

Le projet PROTECT (PROpriétés ThErmo-physique du Corium en Temperature) regroupe des laboratoires du CEA et du CNRS. Le projet vise à développer et qualifier des dispositifs expérimentaux innovants pour la mesure des propriétés thermophysiques nécessaires à la modélisation des phases liquides et liquides-solides du corium à haute température. Les propriétés mesurées et leur modélisation seront implémentées dans la base de données de propriétés thermo-physiques, CORPRO, en cours de construction, pour simuler des accidents graves de centrales nucléaires. La thèse proposée se concentrera sur la densité, la capacité thermique et la conductivité thermique des liquides constitués d'éléments présents dans le corium (Zr, ZrO2, Fe, FeO, Cr, Cr2O3, Ni, NiO). Ces propriétés seront évaluées expérimentalement en utilisant la lévitation aérodynamique (ADL) combinée au chauffage laser. La technique ADL sans contact est utilisée depuis longtemps au CEMHTI pour la mesure de la densité d'éléments fondus et le premier objectif de l'étude sera de mettre en œuvre le système 'drop and catch' actuellement développé pour la mesure de la capacité thermique à haute température (2700 °C). La conductivité thermique sera mesurée par lévitation électromagnétique au laboratoire SIMAP (Grenoble). En plus de l'étude expérimentale qui constitue la partie principale du projet de thèse, la structure des fondus et leurs propriétés seront évaluées par dynamique moléculaire.

The structuring project PROTECT (PROpriétés ThErmo-physique du Corium en Temperature) gathers laboratories of CEA and CNRS. The project aims to develop and qualify innovative experimental devices for measuring the thermo-physical properties necessary for modelling the liquid and liquid-solid phases of the corium at high temperatures. The measured properties and their modelling will be implemented in the thermo-physical properties database, CORPRO, under construction, to simulate severe nuclear plant accidents. The proposed PhD study will focus on the density, the heat capacity, and the thermal conductivity of liquids made of elements present in Corium excepted (Zr, ZrO2, Fe, FeO, Cr, Cr2O3, Ni, NiO). These properties will be experimentally evaluated using aerodynamic levitation (ADL) combined with laser heating. The contactless ADL technique has been used at CEMHTI for a long time for the density measurement of melts and the first objective of the study will be to implement the currently developed ‘drop and catch' system for the measurement of heat capacity from high temperature (2700 °C). The thermal conductivity will be measured by electromagnetic levitation at the SIMAP laboratory (Grenoble). In addition to the experimental study which is the main part of the PhD project the structure of the melts and their properties will be evaluated by molecular dynamics.