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Faire avancer la sûreté nucléaire

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Propositions de thèses 2018

Mise au point d'un schéma de calcul pour la quantification de la fluence neutronique vue par la cuve au cours du fonctionnement d'un réacteur de puissance à eau pressurisée

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Lieu de thèse : IRSN (Fontenay-aux-Roses)

Date de début : octobre 2018



Sujet de thèse

Les enjeux de sûreté liés à la prolongation de la durée de vie des réacteurs du parc français sont très importants, particulièrement pour l'IRSN qui fournira son expertise technique à l'ASN en la matière. Un des composants technologiques limitant concernant la durée de vie du réacteur est la cuve qui ne peut être remplacée. L'endommagement de celle-ci est lié à l'irradiation sous flux neutronique qui peut causer des dommages dans la structure des matériaux de la cuve. Il est donc crucial d'être en mesure de quantifier correctement la fluence vue par la cuve, c'est-à-dire le flux intégré au cours du temps.

Le travail de cette thèse consiste à contribuer à la R&D au sein de l'IRSN sur la problématique de l'évaluation des effets du vieillissement sous irradiation de différents composants du réacteur. L'objectif de cette thèse est en particulier de développer une méthodologie du calcul de fluence pour un historique donné de réacteur (gestions du combustible en coeur, plans de rechargement, etc.). Afin de mettre en place une telle méthodologie, la première phase du travail consistera à étudier et à comprendre les différents paramètres influant sur le fonctionnement du réacteur (concentration en bore, température/puissance du réacteur, arrêts du réacteur, insertion des grappes absorbantes...) et leurs variations, afin de comprendre leurs poids respectifs et éventuellement leurs interactions. Cette analyse de sensibilité du système sera réalisée pour différentes observables d'intérêt (flux incident sur la cuve, internes, puits de cuve...). Cette analyse permettra de construire, dans un second temps, un modèle mathématique qui pourra interpoler et prédire le comportement des observables d'intérêt en fonction de l'évolution des paramètres du réacteur. Cette méthode consiste donc à construire un modèle simplifié de réacteur à eau pressurisée, de sorte à pouvoir réaliser très rapidement des études de fluence cuve pour un grand nombre de scénarios possibles concernant l'historique du réacteur. Dans le cas où les paramètres ne sont pas connus précisément, des hypothèses conservatives pourront alors être prises afin de quantifier l'erreur et/ou l'incertitude associée à ces paramètres. Une fois les principes de la méthodologie à mettre en place pour l'évaluation de la fluence définis et testés sur des cas simples, le développement d'une maquette numérique du schéma de calcul adapté sera réalisé. En fonction des données disponibles, un cas concret sera étudié permettant de valider ou de comparer les résultats obtenus à d'autres schémas de calcul.

Laboratoire IRSN impliqué

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