Développement d’outils de mesure acoustique de pression/composition sur crayon combustible.
Le projet concerne le développement d’une mesure non destructive de la pression et de la composition gazeuse dans un crayon combustible. Son aboutissement permettrait de multiplier les mesures et donc d’améliorer notre connaissance des comportements des produits combustible en réacteur, tout en diminuant les déchets et les risques radiologiques pour les intervenants. Les capteurs sont conçus pour des mesures non destructives dans la zone du crayon avec ressort, le plenum.
L’objectif est de parvenir à réaliser des mesures exploitables sur tous les types de crayon de combustible, y compris des crayons neufs ou faiblement irradiés présentant une pression interne faible, avec une mise en œuvre directement dans les installations industrielles nucléaires de EDF sur un assemblage mais aussi en cellule chaude sur un crayon extrait de l’assemblage.
Les travaux sont réalisés dans le cadre de contrats de collaboration avec EDF.
Les capteurs sont fabriqués dans le cadre de prestations avec la société SONAXIS.
Quelques infos de plus sur une article des TECHNIQUES DE l’INGENIEUR : Caractérisation d’un gaz confiné à l’aide d’un capteur acoustique – Application aux crayons combustibles nucléaires.
Le principe de mesure consiste à déterminer la composition et la pression du gaz confiné dans une enceinte à partir des la vitesse et l’amplitude des échos.
Un traitement du signal spécifique permet de séparer les vibrations du gaz des vibrations de l’enceinte de confinement.
Pour effectuer des mesures en conditions de faible concentration en gaz de fission (même pour de l’hélium pur) et pour un niveau de pression interne équivalent à celui d’un crayon combustible neuf, il convient d’optimiser la sensibilité du capteur.
Une modélisation permet de concevoir de nouveaux capteurs mais aussi de contrôler la fabrication des capteurs. Le modèle donne aussi accès à la sensibilité théorique au gaz : il s’agit de l’amplitude théorique des résonances du gaz en fonction de la fréquence.
Ces dernières années, EDF, IES et le fabricant de sonde SONAXIS ont donc travaillé conjointement afin:
- D’optimiser le traitement du signal ;
- De miniaturiser les capteurs pour permettre une utilisation dans le faisceau d’un assemblage combustible ;
- De tester des configurations de crayons représentatives du parc EDF (épaisseurs de tubes, ressorts, niveau d’oxydation) et d’en quantifier les impacts sur la mesure.
Des essais réalisés dans les années 2010 dans les installations INB LECA-STAR, en collaboration avec le CEA CADARACHE, ont permis de démontrer la faisabilité de la mesure sur tube REP réel.
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JY. FERRANDIS, E. ROSENKRANTZ
S. MARTINS IR CDD UM
