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Sources de rayonnements

Cycle du combustible nucléaire - Fabrication du combustible -

Day 4 – Lecture 7

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Objet est de convertir l’UF6 enrichi en pastilles du combustible UO2, utilisable comme combustible dans un réacteur

Fabrication du combustible

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Approches de base chimiques

Procédés chimiques “Humides”

hydrolyser l'UF6 dans une solution précipiter avec des composés d'ammoniac calcium / réduire trop UO2 ADU = diuranate d'ammonium

Procédés chimiques “Secs”

hydrolyser l'UF6 à la vapeur convertir en UO2 avec de la vapeur / H2 SGD = Route intégrée à sec (terme BNFL)

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Importance du combustible

Les deux premières couches de confinement:

Forme du combustible elle même Revêtement (Métal) Doit être de haute qualité - "parfait" Fuites nécessitent souvent l'arrêt du

réacteur Une manutention spéciale /

conserverie de fuite du combustible nucléaire usé (ET)

La dose de rayonnement et les déchets en cas d'erreur

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Importance du combustible

Combustible autour de "décennies" habituellement 3 cycles (environ 5 ans) dans le réacteur minimum de 5 ans en stockage humide SNF minimum de 20 ans en stockage sec SNF Le combustible de certains réacteurs de puissance + 35 ans Entreposage - 100+ ans

Le combustible est la "queue qui remue le chien"

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Considerations du combustible

L’UF6 enrichi ne convient pas pour le combustible Nécessite une conversion chimique de forme

plus stable et robuste Nécessite des activités mécaniques,

revêtement, et l'assemblage

Le combustible nécessite une haute densité pour atteindre les nucléoniques et les propriétés adéquates

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Formes chimiques du combustible nucléaire

UO2 (a compromise) is used in most power reactors as cylindrical pellets

Pebble bed would use coated UO2 and would probably be a UO2/UC mix

UO2 (un compromis) est utilisé dans la plupart des réacteurs de puissance comme des pastilles cylindriques

Lit de boulets utiliserait UO2 revêtu et serait probablement un mélange de UO2 / UC

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L’UF6 est reçu de l’installation de l’enrichissement dans des cylindres

Les cylindres retirés de l'emballage, pesés et transférés au tampon de stockage de l’UF6

Les cylindres de l’UF6 arrivant à l’installation

Fabrication du combustible

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Cylindres typiques à aux installations du combustible

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Risques dans la fabrication du combustible

Humide ou sec…

conversion chimique de l’UF6 à l’UO2

opérations chimiques dans les déchets / récupération

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Poudre typique de l’UO2

Marron/Aspect noir

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Pastilles usinées sont typiquement de l'ordre de 0,5 pouces de longueur et environ 0,33 pouce de diamètre.

Fabrication du combustible

Elles sont "bombées" légèrement à chaque extrémité. Le Cône de fin permet aux pastilles à se dilater et à se contracter par des changements brusques de température à l'intérieur de réacteur sans endommager les matériaux combustibles ou le revêtement

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Exemples de pastilles frittées

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Plateau des pastilles

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Pastilles du combustible

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Tiges de combustible

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L'assemblage combustible complet est lavé et inspecté

L’assemblage du combustible dans

la robinetterie

Combustible assemblé nettoyé

et vérifié

Assemblages

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Stockage

Assemblages stockés dans des casiers pour:

Éviter l’accumulation d’eau maintenir minimale

séparation/ distances

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PWR/BWR Assemblages

PWR17 x 17

BWR9 x 9

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Lors de l'acceptation finale de l'assemblage du combustible, les unités sont emballées dans des conteneurs d'expédition pour le transfert à l'utilité sur site du réacteur de puissance

Emballage des assemblages du combustible

Livraison des conteneurs

Fabrication du combustible

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L’assemblage est antichocs de sorte que des dommages ne se produisent pas pendant le transport (généralement par camion) au client

Fabrication du combustible

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Au niveau de la centrale nucléaire, les nouveaux assemblages de combustible sont inspectés et chargés dans le cœur du réacteur où l'235U dans les pastilles ducombustible la fission produit dela chaleur transformée À la production de l’énergie électrique

Fabrication du combustible

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• Rejets de l’UF6

• Criticité

• Les produits chimiques utilisés dans le procédé

Risques liés à la Fabrication du combustible

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Référence

International Atomic Energy Agency, Postgraduate Educational Course in Radiation Protection and the Safety of Radiation Sources (PGEC), Training Course Series 18, IAEA, Vienna (2002)