Caractérisation des propriétés radiatives d'un milieu poreux par la méthode RDFI ; Application à un coeur dégradé de réacteur nucléaire

Elie CHALOPIN, thèse de doctorat de l'école centrale de Paris, formation doctorale : énergétique, 137 p., soutenue le 14 février 2008.

Pour calculer les transferts radiatifs dans le coeur d'un réacteur à eau sous pression durant un accident grave, les coefficients d'extinction et d'absorption anisotropes et de la fonction de phase d'un milieu poreux fortement anisotropes ont été déterminés puis un tenseur de conductivité radiative, appliqué à des éléments de volume représentatifs optiquement épais, a été introduit et validé. Les propriétés radiatives ont été déterminées par la méthode d'identification des fonctions de distribution du rayonnement (RDFI) qui consiste à identifier les fonctions de distribution cumulées d'extinction et les probabilités d'absorption du milieu poreux réel, obtenues par technique de Monte Carlo, avec des fonctions correspondantes d'un milieu semi-transparent équivalent. La procédure d'homogénéisation a été validée par un critère d'identification. La méthode a été appliquée à un assemblage, triangulaire ou carré, de cylindres parallèles. Les coefficients d'extinction et d'absorption anisotropes ont été calculés en fonction de la porosité, de l'absorptivité et de la loi de réflexion aux parois. La fonction de phase bidirectionnelle a été déterminée rigoureusement. La conductivité radiative radiale a été obtenue directement par application d'une méthode originale de pertubation de l'équation de transfert radiatif, par rapport au nombre de Knudsen radiatif. Des coupes tomographiques d'une grappe de crayons de combustible dégradé ont été soumise à la même démarche. La diffusion a été considérée isotrope. Le coefficient d'extinction anisotrope et la conductivité radiative radiale ont été calculés par la méthode RDFI en fonction de la porosité et de la surface spécifique sous des conditions restrictives bien définies.