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Modélisation et analyse des processus de refroidissement sous eau des bains de corium en interaction avec le béton


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​Alejandro Villareal Larrauri a soutenu sa thèse le 10 mars 2020, à Nancy.

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Mots clés >

Unité de recherche > IRSN/PSN-RES/SAG/LEPC

Auteurs > VILLAREAL LARRAURI Alejandro

Date de publication > 10/03/2020

Résumé

En cas d'accident grave avec fusion partial ou extensif du cœur, le magma surchauffé constitué d'acier et de combustible fondu, appelé corium (T> 2 500 K), peut menacer l'intégrité de la cuve du réacteur, puis du bâtiment de confinement du réacteur, si le refroidissement à long terme du corium n’est pas assuré. Dans le scénario hors cuve, deux configurations de corium attendues sont analysées: le lit de particules et la croûte fracturée.


La seconde configuration est liée à la situation d’interaction corium-béton (ICB).

La première est liée au processus de fragmentation du corium venant soit de la cuve, soit durant des périodes d’éjection de corium à travers la croute en ICB. Les phénomènes de pénétration de l’eau dans le corium sont examinés par une analyse approfondie des résultats d’expériences, en particulier d’essais CCI récents, par la mise au point d’un modèle analytique 1D et par la modification et l’utilisation du code de thermohydraulique multiphasique MC3D. L’analyse 1D permet de proposer un model simplifié de pénétration de l’eau. Le mécanisme de pénétration de l’eau dans les croutes est discuté, bien que les fortes incertitudes sur les propriétés mécaniques du corium solide limitent les possibilités de prédiction. Par ailleurs, certaines expériences et les calculs MC3D mettent en avant le développement d’instabilités au front et d’effets 2D/3D. Le modèle analytique est étendu  à une configuration à deux zones pour simuler l’impact des hétérogénéités de progression du front. Les processus d’instabilités sont analysés numériquement avec l’aide de calculs MC3D. Finalement, les modèles sont appliqués aux situations réelles impliquant la présence de la puissance résiduelle. Pour les lits de débris, les flux extraits et les capacités de refroidissement sont moindres qu’avec l’utilisation du critère simplifié de « flux d’assèchement ».