Fuel failure detection, characterization and modelling : effect on radionuclide behaviour in PWR primary coolant

par Maria Aranzazu Tigeras Menendez

Thèse de doctorat en Chimie. Radiochimie

Sous la direction de Eric Simoni et de Jose Manuel Perlado.

Soutenue en 2009

à l'Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) en cotutelle avec l'Universidad politecnica de Madrid .

  • Titre traduit

    Détection, caractérisation et modélisation des défauts de gainage combustible et leur impact sur le comportement des radionucléides dans le circuit primaire des réacteurs REP


  • Résumé

    Dans l’industrie nucléaire, le comportement de radionucléides doit être maîtrisé au cours des différentes phases du cycle combustible. L’objectif de cette étude était d’apporter une analyse détaillée du comportement des radionucléides engendrés par le combustible au cours des cycles d’irradiation des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP). Pour établir le parcours des radionucléides provenant du combustible, le transport des produits de fission et actinides a été modélisé. Différentes voies de progrès ont été proposées permettant : - D’établir les inventaires des produits de fission et actinides dans la pastille combustible et dans le circuit primaire en présence ou absence de défauts de gainage et de la matière fissile. - De proposer une méthodologie globale basée sur l’application de différents critères afin de détecter et caractériser les défauts de gainage (épuisement, puissance des crayons non étanches, nature du combustible, localisation et dégradation des défauts,). - D’effectuer des simulations pour identifier l’influence des conditions d’opération du réacteur (puissance, débits de purification, température). - De développer des calculs thermodynamiques afin de proposer une spéciation caractéristique de l’iode et des actinides dans les conditions du circuit primaire des réacteurs REP. Les conclusions et les outils développés dans le cadre de cette thèse peuvent contribuer à optimiser le diagnostic de l’état de gainage, le conditionnement chimique du réfrigérant primaire et les opérations de dégazage, purification et filtration visant à maîtriser les impacts des produits de fission et des actinides présents dans le circuit primaire des réacteurs REP.


  • Résumé

    This thesis aims to study the fission product behavior and actinides in the PWR primary coolant. From fuel pellet to plant wastes it is extremely important to monitor the radionuclide behavior in order to know as precisely as possible the radionuclide inventory which can have a radiological impact. The presence of fuel cladding defects involves the increase of fission product activity and a possible dissemination of fissile material. These both consequences have to be limited in order to ensure safe operating, to limit environmental impact and to optimize the NPP worker operations. This study has permitted : - the verification of theoretical assumptions and models, concerning the fission product, actinide release, with the power plant feedback; - the proposition of a global methodology permitting to detect and characterize the fuel failures; - the verification of operating conditions influence according to simulations results ; - the Review of thermodynamic database and determination of actinide/iodine speciation adapted to the primary coolant. The main contributions of the works are the proposition of criteria and tools to improve the fuel failure diagnosis, the primary coolant chemical program and the operating conditions of degassing and purification in order to control the fission product and actinide impact in the PWR primary coolant.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (non paginé [60]p.-717 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 695-707

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)63
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