Le programme expérimental Becarre (2001-2010) fait partie du programme international Terme source (ISTP). Ses résultats permettront de mieux comprendre les phénomènes de dégradation des barres de commande en carbure de bore (B4C) lors d’un accident de fusion du coeur et de déterminer les lois d’oxydation en vapeur d’eau des pastilles de B4C et des mélanges relocalisés après fusion du coeur. Ces lois permettront de quantifier la production de gaz due à ces réactions d’oxydation et d’estimer leur effet potentiel sur les rejets d’iode vers l’environnement. Les résultats de ce programme serviront à améliorer le logiciel Icare2 développé par l’IRSN.

Trois types d'essais

Verdi : Essais d’oxydation d’une pastille de B4C par de la vapeur d’eau dans le four Verdi

Ces essais consistent à chauffer une pastille de B4C à différentes températures (entre 1200°C et 1800°C) sous différents débits de vapeur d’eau. Cela permet de déterminer l’influence de ces paramètres sur la vitesse d’oxydation du B4C et d’élaborer une loi d’oxydation du B4C qui est introduite dans le logiciel Icare 2. Cette loi permet de déduire les relâchements gazeux associés.

Piccolo : Essais d’oxydation de mélanges B4C/acier par de la vapeur d’eau dans le four Piccolo.

 
Ces essais mettent en oeuvre différentes compositions du mélange, différents débits de vapeur d’eau et différentes températures (entre 1200°C et 1600°C) afin d’obtenir une loi d’oxydation des mélanges incluant l’effet des différents paramètres.
Cette loi sera intégrée au logiciel Icare

 2 et utilisée pour calculer la chaleur et les relâchements gazeux générés par cette oxydation.

Intermezzo : Essais de dégradation d’un tronçon de barre de commande en B4C dans le four Intermezzo.

 
Ce type d’essais consiste à soumettre un tronçon de barre de commande B4C entouré de son tube guide en zircaloy, à un échauffement représentatif d’une séquence d’accident de fusion d’un coeur, en présence d’un débit de vapeur d’eau également représentatif.

Moyens de caractérisation

Les relâchements gazeux sont mesurés en continu à l’aide d’un spectromètre de masse connecté à la sortie du four. Après chaque essai, les différents échantillons font l’objet d’examens métallographiques destinés à déterminer le mécanisme de la dégradation : interaction entre matériaux, formation et liquéfaction des mélanges, formation de couches d’oxydes. Ces examens sont réalisés avec une microsonde électronique. Dans le cas des essais réalisés dans le four Intermezzo, des examens non destructifs (radiographies et tomographies) sont également réalisés sur les tronçons de barre commande afin de caractériser leur état de dégradation.