Traitement mécaniste de l’oxydation haute température du Zircaloy dans les codes de calcul accident graves (Partie 1)
G. Schanz1, B. Adroguer2, A. Volchek3.
Nuclear Engineering and Design, Vol. 232, pp. 97-109, 2004.
Des améliorations sont nécessaires pour le traitement de l’oxydation du Zircaloy (Zry) dans les codes de calcul accidents graves et une base de données expérimentale de référence est nécessaire pour une qualification fiable des modèles mécanistes de dégradation de cœurs REP.
Un examen détaillé des études expérimentales a permis une évaluation des données disponibles sur les cinétiques d’oxydation du Zry. Les divergences importantes dans les données expérience à haute température sont attribuées aux différences sur les procédures expérimentales et sur l’analyse des résultats expérimentaux. En admettant que les cinétiques peuvent être représentées par deux corrélations données valables pour les basses et hautes températures, il s’ensuit aussi que la coexistence de deux phases oxydes entraîne une zone de transition entre les deux domaines de température et que dans le domaine des hautes températures l’hypothèse de la diffusion en milieu semi infini n’est pas toujours valable. Le transfert de la vapeur d’eau dans la couche limite ainsi que la disparition de la phase métallique du Zry en fin d’oxydation gaine doivent être pris en compte. La prise en compte de ces deux derniers points qui sont traités dans ce papier (partie I) permet de réduire les différences apparentes entre les données expérimentales. Une base de données expérimentales réactualisées avec incertitude associée est proposée.
En partie II, une cinétique d’oxydation révisée est proposée pour les codes de calcul accidents graves. Elle est basée sur une évaluation statistique des données. La partie III présente une validation du modèle amélioré d’oxydation du Zry mis dans le code ICARE2 sur des essais globaux et à effet séparés.
(1) FZK
(2) IRSN/DPAM
(3) NSI-KI