Laboratoire d'accueil : Laboratoire expérimentation environnement et chimie (LE2C)

Date de début de la thèse : 01/10/2008

Nom du doctorant : Isabel Idarraga

Description détaillée du sujet

Pour l’analyse de scénarios accidentels avec exposition à l’air d’assemblages de combustibles nucléaires (par exemple accident grave de réacteur avec percement de la cuve ou accident de dénoyage de piscine de stockage de combustibles usés), la Direction de Prévention des Accidents Majeurs de l’Institut de Radioprotection et Sûreté Nucléaire mène un programme d’étude visant à mieux comprendre le processus de dégradation par oxydation sous air à haute température des tubes de gainage combustible en alliage de zirconium. Des données cinétiques détaillées ont été obtenues à la thermobalance sur différents alliages. La phénoménologie de l’oxydation s’avère complexe et un mécanisme de dégradation accéléré faisant intervenir l’action simultanée de l’oxygène et de l’azote a été avancé pour expliquer les résultats. Afin d’étayer les hypothèses faites, des analyses poussées de la composition, de la microstructure, de la structure cristalline et de l’état de contrainte des couches de zircone qui se forment sur l’alliage à haute température sont nécessaire. Ce travail, envisagé dans le cadre d’une thèse, permettra de proposer une description détaillée du processus de croissance et de rupture des couches d’oxydation. L’objectif à terme est de pouvoir prédire le comportement du gainage en situation accidentelle complexe.
La microscopie Raman est envisagée comme principal outil de caractérisation, et le travail de thèse se fera en collaboration avec le LEPMI à Grenoble, laboratoire CNRS spécialisé dans l’utilisation de cette technique.