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Caractéristiques mécaniques des crayons combustibles en conditions de transport


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Titre du congrès :PATRAM Ville du congrès :Miami Date du congrès :21/10/2007

Type de document > *Congrès/colloque

Mots clés > combustible, gainage, mécanique, transport

Unité de recherche > IRSN/DSU/SSTC/BEST

Auteurs > DESQUINES Jean, FOURGEAUD Sarah, GETREY Christophe, LIZOT Marie-Thérèse, PETIT Marc

Date de publication > 12/10/2007

Résumé

Une synthèse des caractéristiques mécaniques des gaines de crayons combustibles neufs et irradiés a été réalisée par l'IRSN afin de disposer de données de référence pour l'expertise des démonstrations de sûreté en conditions normales et accidentelles de transport requises par la procédure de licensing des emballages. En effet, les conditions de transport correspondent à une plage de température de ces crayons combustibles (200°C à 550°C) qui n'est que partiellement couverte par les données acquises dans le cadre des démonstrations de sûreté associées au fonctionnement en réacteur, notamment au voisinage de 500°C. Ce travail a porté principalement sur le matériau de gainage Zircaloy-4 (Zy-4). Des données sur les propriétés mécaniques (propriétés élastiques et ductiles, fluage), l'oxydation (en réacteur et sous air pendant le transport), l'influence des hydrures, la ténacité et le phénomène de fatigue ont été regroupées dans une fiche de synthèse. Les lois présentées dans la fiche de synthèse, peuvent être utilisées pour obtenir des ordres de grandeur de l'épaisseur d'oxyde, de la proportion d'hydrures et du taux de déformation de fluage. Les phénomènes suivants, qui peuvent influencer le comportement mécanique de la gaine, ont été étudiés plus particulièrement : -le phénomène d'oxydation qui peut devenir très important pendant la phase de transport dans le cas de température de gaine de l'ordre de 500°C, -le phénomène de fluage, pour lequel on dispose de peu de données au voisinage de 500°C et qui dépend notamment de la pression interne des crayons, de l'oxydation de la gaine et de la présence des hydrures, -la recristallisation du Zy-4 au voisinage de 500°C, qui peut avoir des conséquences sur le comportement mécanique des gaines après refroidissement pendant la phase d'entreposage. Pour d'autres sujets d'importance pour l'étude du comportement mécanique des gaines, comme la ténacité par exemple, un manque de données a été identifié. Cet article présente les principaux résultats obtenus pour le Zy-4. Le même type de synthèse est en cours sur d'autres matériaux de gainage, comme le M5TM, le Zirlo ou le Zy-2, et sera présenté si les données sont disponibles au moment de la conférence.