SharePoint
Aide
Faire avancer la sûreté nucléaire

La Recherchev2

Publications

Aspects thermodynamiques et cinetiques de l’oxydation du combustible UO2 sous air entre 400 et 2000 K


Fermer

Authentification

Email :

Mot de passe :

P. Taylor

Proceedings of 11th Symposium on Thermodynamics of Nuclear Materials, Karlsruhe, 6-9 sept 2004. Journal of Nuclear Materials, numéro spécial à paraître.

Type de document > *Congrès/colloque

Mots clés > cinétique, combustible nucléaire, oxydation, thermodynamique

Unité de recherche > IRSN/DPAM/SEMIC/LEPF

Auteurs >

Date de publication > 06/09/2004

Résumé

La plupart des études de l’oxydation du combustible peuvent être catégorisées soit comme oxydation sous air à basse température (<700 K) liée au stockage du combustible, soit comme oxydation sous vapeur d’eau à haute température (>1500 K) liée à la sûreté des réacteurs. Cet article essaie d’unifier la modélisation de l’oxydation du combustible UO2 sous air pour une large plage de température. A plus long terme le but est d’incorporer une telle démarche de modélisation dans le code ASTEC, développé en collaboration par IRSN et GRS.

Des corrélations phénoménologiques pour différentes plages de températures distinguent l’oxydation en U3O7 et U3O8 au niveau des grains individuels au-dessous de 700 K de l’oxydation en U3O8 via UO2+x et/ou U4O9 au niveau des fragments individuels au-delà de 1200 K. Une zone «grise» existe entre 700 et 1200 K, ou le taux empirique de l’oxydation diminue graduellement au fur et à mesure que le produit U3O8 devient de plus en plus cohérent et granuleux, et donc en même temps que les processus au niveau des fragments deviennent importants.

Une démarche plus mécaniste pour modéliser l’oxydation à haute température aborde des questions d’alimentation de l’oxygène, de la cinétique des réactions surfaciques, et des propriétés thermochimiques qui peuvent contrôler la diffusion de l’oxygène dans les phases solides. Le développement de ce modèle est limité par le manque de données expérimentales, surtout à pression partielle réduite de l’oxygène et aux températures très élevées. Quelques besoins de base pour un modèle mécaniste de l’oxydation à haute température sont décrits.