Contrôle par imagerie X de combustible nucléaire pour les centrales à haute température

par David Tisseur

Thèse de doctorat en Images et systèmes

Sous la direction de Daniel Babot et de Jean-Michel Létang.

Soutenue en 2008

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une thèse CIFRE entre AREVA NP et le laboratoire CNDRI de I'INSA de Lyon dans le contexte du développement d'une centrale de quatrième génération dite High Temperature Reactor (HTR). Dans ces futures centrales nucléaires, le combustible se présentera sous la forme de petites billes multicouches de 1 mm de diamètre appelée particule TRISO (TRistructuraiiSOtropic). Pour des raisons de sûreté divers contrôles de ces particules doivent être mis en place. Le premier objectif de ce travail est de développer une méthode de mesure de la densité des couches entourant les particules HTR par rayons X et la conception d'un démonstrateur industriel. La technique de mesure, que nous avons mise en place, est fondée sur une méthode inverse qui repose sur l'imagerie X en contraste de phase. Le second objectif de ce travail est de quantifier la répartition spatiale des particules dans un assemblage combustible nommé "compact". Après un état de l'art sur la mesure de l'homogénéité, nous montrons qu'une tomographie à haute énergie associée à un traitement de l'image adapté permet d'obtenir la position dans l'espace de chaque particule constituant le compact. L'approche proposée consiste à comparer un histogramme multiéchelle de répartition expérimental des particules à un modèle théorique à l'aide d'un test du chi2. Ceci nous permet de dégager un critère permettant de quantifier l'homogénéité des compacts.

  • Titre traduit

    X-ray imaging control of nuclear fuel for the high-temperature power plants


  • Résumé

    This PhD the. Sis is the result ot a collaboration between AR EVA NP and laboratory CNDRI of the INSA of Lyon in the context of the development of a 4\textsuperscript{th} generation nuclear power plant, named as High Temperature Reactor (HTR). In these future nuclear power plants, the fuel consists of small multi-layer spheres of 1 mm diameter called TRISO particle (TRistructural ISOtropie). For safety reasons various controls of these particles must be developed. The first objective of this study is to develop a measurement method of the density of the layers surrounding HTR particles by x-rays and to install an industrial demonstrator. The measurement technique is founded on an inverse method based on X-ray phase contrast imaging. The second objective is to quantify the space distribution of the particles in a fuel assembly named "compact". After a state of the art to the measure of the homogeneity, we demonstrate that a high energy tomography associated with a suitable image processing enables to obtain the position in the space of each particle constituting the compact. The suggested approach consists in comparing an experimental multiscale histogram of particle distribution with an ideal model using a chi2 test. This allows to suggest a criterion to quantify the homogeneity of the compact.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (134-XXXII p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 124-134

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3315)
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